KR20110138227A

KR20110138227A - 스테이지 기구

Info

Publication number: KR20110138227A
Application number: KR1020117022986A
Authority: KR
Inventors: 요시하루 나카토미
Original assignee: 요시하루 나카토미
Priority date: 2010-06-02
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2011-12-26
Also published as: TWI470646B; WO2011152109A1; KR101260811B1; CN102396032B; JPWO2011152109A1; JP4838402B1; TW201218210A; CN102396032A

Abstract

소형이며 그리고 간이 구조이면서, 가동 스테이지만이 용이하게 그리고 안정적으로 슬라이드함과 동시에, 가동 스테이지를 고정할 때의 백래시(backlash)나, 고정 후의 이동이 적은 스테이지 기구를 제공한다.
고정 스테이지와, 당해 고정 스테이지의 표면을 따라 슬라이드하는 가동 스테이지를 포함하는 스테이지 기구로서, 고정 스테이지에 형성한 스폿 패이싱(spot facing)부에, 이송 나사 및 한 개 또는 두 개 이상의 백래시 흡수 부재가 설치되어 있으며, 그리고, 이송 나사의 이송에 동기하여, 가동 스테이지를 슬라이드시키기 위한 연결 부재가 설치되어 있다.

Description

스테이지 기구{STAGE APPARATUS}

본 발명은 소형이며 그리고 구조가 간이하면서, 고정 스테이지에 대하여, 정밀 기기 등의 워크가 장착된 가동 스테이지만이 용이하게 그리고 안정적으로 슬라이드함과 동시에, 가동 스테이지를 고정할 때의 백래시(backlash)나, 가동 스테이지를 고정한 후에 있어서의 이동이 적은 스테이지 기구에 관한 것이다.

종래, 절삭, 연삭, 연마 등을 행하는 가공기나 현미경 등을 사용함에 있어서, 워크를 설치하기 위한 스테이지 기구나, 그러한 스테이지 기구에 포함되는 스테이지의 고정 장치가 각종 제안되어 있다.

즉, 기본적으로, 고정 스테이지 및 가동 스테이지를 구비하고 있으며, 예를 들면, 이송 나사와, 이송 손잡이와, 가동 샤프트가 일체로 된 마이크로미터 헤드 등을 고정 스테이지측에 장착함과 동시에, 가동 스테이지측에, 스토퍼를 장착한 스테이지 기구가 알려져 있다.

그리고, 가동 샤프트와, 가동 스테이지측의 스토퍼가, 인장 스프링에 의해, 항상 서로 당기는 관계에 있어, 백래시의 발생을 억제하는 스테이지 기구이다.

또한, 이와 같은 수동 스테이지의 하나로서, 예를 들면, 고정 부품에 대한 슬라이딩 부품의 스토퍼 기구 및 슬라이딩 정도의 조정 기구를 용이하게 하여, 정밀도 좋게 조정할 수 있고, 눈금의 판독이 용이한 수동 스테이지가 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

보다 구체적으로는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 조여붙임구에 의해 정밀 기기가 장착되는 슬라이딩 부품(204)과, 조여붙임구에 의해 토대에 접속되는 고정 부품(205)이 슬라이딩 기구를 통해 연결되고, 핸들(219)의 조작에 의해 슬라이딩 부품(204)을 슬라이딩시켜, 장착된 정밀 기기의 위치 조정을 행하는 수동 스테이지(200)로서, 고정 부품(205)은 수지로 이루어지고, 당해 고정 부품(205)의 양측의 벽부에 역삼각형의 돌출부(231)를 형성하도록 각각 종방향으로 홈(232)이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 수동 스테이지이다.

그리고, 슬라이딩 고정 나사(210)를, 벽부에 설치된 슬라이딩 고정 나사용 구멍(216)을 관통시켜 돌출부(231)에 부딪히게 하고, 돌출부(231)를 내측으로 경사시켜 슬라이딩 부품(204)을 눌러, 고정 부품(205)에 대한 슬라이딩 부품(204)의 위치를 고정함과 동시에, 복수의 슬라이딩 조절 나사(도시 생략)를, 고정 부품(205)의 양측의 벽부에 마련된 복수의 슬라이딩 조절 나사용 구멍(215)을 관통시켜 돌출부(231)에 부딪히게 하고, 돌출부(231)를 내측으로 경사시켜 슬라이딩 부품(204)을 가압하여, 고정 부품(205)과 슬라이딩 부품(204)의 슬라이딩의 정도를 미세 조정하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 고정밀도의 스테이지를, 고정밀도로 그리고 강고하게 고정하기 위한 스테이지 고정 장치도 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).

보다 구체적으로는, 도 14에 나타내는 바와 같이, 워크를 고정하기 위한 스테이지(303)를 가공기의 가공축(304)에 설치하고, 이 스테이지(303)의 위치를 조정하여, 소정 위치에 고정하는 스테이지 고정 장치(300)에 있어서, 상기 스테이지(303)에 설치되고, 그 이동 방향과 동(同)방향으로 연재한 봉 형상 부재(306)와, 당해 봉 형상 부재(306)를 스테이지(303)의 이동 방향에 대하여 직교하는 방향으로부터 면 접촉에 의해 고정하는 고정 부재(307)를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 고정 장치(303)가 개시되어 있다.

일본국 특개2010-223611호 공보(특허청구범위) 일본국 특개2003-48129호 공보(특허청구범위 등)

그러나, 특허문헌 1에 개시된 수동 스테이지는, 개미홈 슬라이드 레일을 비롯하여, 슬라이딩 고정 나사나 복수의 슬라이딩 조절 나사 등이 필요하여, 부품점수가 많아지거나, 구조가 복잡해지거나, 또한, 수동 스테이지를 고정할 때에, 큰 백래시가 생기거나, 수동 스테이지의 고정성이 아직 불충분하다는 문제가 보여졌다.

또한, 특허문헌 2에 개시된 스테이지 고정 장치는, 소정 스테이지의 외부(외주)에 돌출하여 설치할 필요가 있기 때문에, 당해 스테이지 고정 장치를 포함하는 스테이지의 경우, 스테이지 전체가 대형화함과 동시에, 스테이지를 고정할 때에, 큰 백래시가 생기거나, 스테이지의 고정성이 아직 불충분하다는 문제가 보여졌다.

그래서, 본 발명자들은 예의 검토한 결과, 소정 개소에, 소정의 백래시 흡수 부재를 설치함으로써, 소형이며 그리고 저렴한 간이 구조이면서, 우수한 가동 스테이지의 이동성, 백래시 방지성, 및 고정성을 각각 얻을 수 있음을 찾아내고, 본 발명을 완성시킨 것이다.

즉, 본 발명은 소형이며 그리고 저렴한 간이 구조이면서, 가동 스테이지가 용이하게 그리고 안정적으로 슬라이드함과 동시에, 가동 스테이지를 고정할 때의 백래시나, 가동 스테이지를 고정한 후의 이동이 적은 스테이지 기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의하면, 고정 스테이지와, 당해 고정 스테이지의 표면을 따라 슬라이드하는 가동 스테이지를 포함하는 스테이지 기구로서, 고정 스테이지에 형성한 스폿 패이싱(spot facing)부에, 이송 나사 및 한 개 또는 두 개 이상의 백래시 흡수 부재가 설치되어 있으며, 그리고, 이송 나사의 이송에 동기(同期)하여, 가동 스테이지를 슬라이드시키기 위한 연결 부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지 기구가 제공되어, 상술한 문제점을 해결할 수 있다.

이와 같이, 스테이지 기구의 소정 개소에, 나사홈이 형성된 스폿 패이싱부를 통해, 소정의 백래시 흡수 부재를 설치함으로써, 소형이며 그리고 저렴한 간이 구조이면서, 이송 나사를 회전시키는 것만으로, 우수한 스테이지의 이동성을 얻을 수 있다.

또한, 이와 같이 구성함으로써, 가동 스테이지를 고정할 때의 백래시나, 고정 후의 이동이 적은 스테이지 기구를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 스테이지 기구를 구성함에 있어서, 백래시 흡수 부재가, 이송 나사의 통과 구멍을 갖는 원통 형상의 수지 부재인 것이 바람직하다.

이와 같이 백래시 흡수 부재를 구성함으로써, 소정 개소에 대한 백래시 흡수 부재의 장착이 용이해짐과 동시에, 당해 백래시 흡수 부재에 의한 응력 흡수가 용이해져, 더욱 우수한 스테이지의 이동성이나 고정성을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 스테이지 기구를 구성함에 있어서, 백래시 흡수 부재가, 그 주위에, 금속 보호 커버를 갖는 것이 바람직하다.

이와 같이 백래시 흡수 부재를 구성함으로써, 소정 개소에 대한 백래시 흡수 부재의 장착이나 고정성이 용이해짐과 동시에, 당해 백래시 흡수 부재의 내구성이 향상하고, 장기간에 걸쳐 우수한 가동 스테이지의 이동성이나 고정성을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 스테이지 기구를 구성함에 있어서, 백래시 흡수 부재가, 아미드 수지, 우레탄 수지, 및 고무계 수지 중 적어도 하나로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 백래시 흡수 부재를 구성함으로써, 백래시 흡수 부재의 성형성이나 백래시 흡수성 등이 높아져, 더욱 우수한 가동 스테이지의 이동성이나 고정성을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 스테이지 기구를 구성함에 있어서, 고정 스테이지와, 가동 스테이지 사이에, 가이드 부재로서의 금속편을 구비하는 것이 바람직하다.

이와 같이 가이드 부재로서의 금속편을 설치함으로써, 고정 스테이지와, 가동 스테이지 사이에서, 가이드 레일로서의 기능을 발휘하여, 더욱 우수한 가동 스테이지의 이동성이나 고정성, 또한 양호한 내구성을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 스테이지 기구를 구성함에 있어서, 고정 스테이지와, 가동 스테이지를, 상하 방향으로 연결함과 동시에, 고정 스테이지와, 가동 스테이지 사이의 슬라이딩 접촉력을 조정하기 위한 나사 부재를 구비하는 것이 바람직하다.

이와 같이 나사 부재를 설치함으로써, 고정 스테이지와, 가동 스테이지 사이에서, 더욱 우수한 이동성이나 고정성, 혹은 우수한 내구성을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 스테이지 기구를 구성함에 있어서, 고정 스테이지 및 가동 스테이지가, 각각 평판 형상인 것이 바람직하다.

이와 같은 고정 스테이지 및 가동 스테이지로 함으로써, 가동 스테이지에 장착하는 워크 등이 비교적 크고, 중량물이었다고 해도, 우수한 이동성이나 고정성을 얻을 수 있음과 동시에, 소형이며 그리고 저렴한 스테이지 기구를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 발명은, 직방체 형상의 고정 스테이지와, 고정 스테이지의 내부에 수용된 원기둥 형상 부재와, 고정 스테이지의 표면을 따라 슬라이드하는 가동 스테이지를 포함하는 스테이지 기구로서, 원기둥 형상 부재의 내부에, 한 개 또는 두 개 이상의 백래시 흡수 부재가 장착되어 있음과 동시에, 연결 부재에 의해, 백래시 흡수 부재를 장착한 원기둥 형상 부재와, 상기 가동 스테이지가 연결되어 있으며, 그리고, 고정 스테이지에 장착한 이송 나사에 의해, 백래시 흡수 부재를 통해, 원기둥 형상 부재를 슬라이드시킴으로써, 가동 스테이지를 동기시켜 슬라이드시키는 스테이지 기구이다.

이와 같이, 소정 형상의 고정 스테이지와, 가동 스테이지가, 소정의 원기둥 형상 부재를 통해, 연결 부재에 의해 실질적으로 연결되어 있으며, 그리고, 고정 스테이지의 이송 나사에 의해, 가동 스테이지를 간접적으로 동기시켜 슬라이드시키므로, 우수한 이동성이나 고정성뿐만 아니라, 우수한 장착성 등을 얻을 수 있음과 동시에, 또한 소형이며 그리고 저렴하게, 스테이지 기구를 제공할 수 있다.

도 1의 (a)는 제1 실시형태의 스테이지 기구의 사시도이며, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에 나타내는 스테이지 기구의 A-A 단면도.
도 2의 (a)∼(b)는 제1 실시형태의 스테이지 기구에 있어서의 고정 스테이지를 설명하기 위해 제공하는 도면.
도 3의 (a)는 백래시 흡수 부재(원통 형상의 수지 부재)의 장착예를 설명하기 위해 제공하는 도면이며, 도 3의 (b)는 백래시 흡수 부재에 있어서의 금속 보호 커버를 설명하기 위해 제공하는 도면.
도 4의 (a)는 백래시 흡수 부재의 작용 효과를 설명하기 위해 제공하는 도면이고, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)에 나타내는 도면의 부분 확대도이며, 도 4의 (c)는 다른 백래시 흡수 부재의 조합에 있어서의 부분 확대도.
도 5는 도 1의 (a)에 나타내는 스테이지 기구의 분해도.
도 6은 도 1의 (a)에 나타내는 스테이지 기구의 가이드 부재를 포함하는 개소의 B-B 단면도.
도 7은 스테이지 기구에 있어서의 가이드 부재의 길이와, 가이드 부재의 홈의 길이의 관계를 설명하기 위해 제공하는 도면.
도 8은 도 1의 (a)에 나타내는 스테이지 기구의 나사 고정 구조를 포함하는 개소의 C-C 단면도.
도 9의 (a)는 제2 실시형태의 스테이지 기구의 사시도이며, 도 9의 (b)는 도 9의 (a)에 나타내는 스테이지 기구의 D-D 단면도.
도 10의 (a)∼(c)는 백래시 흡수 부재를 구비한 이송 나사의, 원통 형상 부재에 대한 장착 방법을 설명하기 위해 제공하는 도면.
도 11은 제2 실시형태의 스테이지 기구로부터 이송 나사를 제거한 상태의 분해도.
도 12의 (a)∼(b)는 연결 부재에 의한, 원통 형상 부재와 가동 스테이지의 연결 방법을 설명하기 위해 제공하는 도면.
도 13은 종래의 수동 스테이지를 설명하기 위해 제공하는 사시도.
도 14는 종래의 스테이지 고정 장치를 설명하기 위해 제공하는 사시도.

[제1 실시형태]

제1 실시형태는 도 1에 예시하는 바와 같이, 고정 스테이지(11)와, 당해 고정 스테이지(11)의 표면을 따라 슬라이드하는 가동 스테이지(12)를 포함하는 스테이지 기구(10)로서, 고정 스테이지(11)에 형성한 스폿 패이싱부(13)에, 이송 나사(15) 및 한 개 또는 두 개 이상의 백래시 흡수 부재(16)가 설치되어 있으며, 그리고, 이송 나사(15)의 이송에 동기하여, 가동 스테이지(12)를 슬라이드시키기 위한 연결 부재(18)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지 기구(10)이다.

그리고, 제1 실시형태는, 고정 스테이지(11) 및 가동 스테이지(12)가, 각각 평판 형상인 스테이지 기구(10)이다.

이하, 적절히 도면을 참조하면서, 제1 실시형태의 스테이지 기구(10)에 대해서 구체적으로 설명한다.

1. 고정 스테이지

(1) 형태

도 1의 (a)∼(b)에 나타내는 고정 스테이지(11)의 형태에 대해서, 제1 실시형태의 스테이지 기구(10)에 있어서는, 평판 형상이면, 특별히 제한되는 것이 아니다.

즉, 통상, 고정 스테이지(11)의 평면 형상을 사각형(정방형을 포함)으로 함과 동시에, 그 치수로서 종폭을 2∼10㎝ 범위 내의 값, 횡폭을 2∼10㎝ 범위 내의 값으로 하고, 그리고 두께를 1∼10㎜ 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

이 이유는, 이와 같은 평면 형상 및 치수의 고정 스테이지(11)이면, 사용이 편리하거나 제조가 용이해질 뿐만 아니라, 워크 고정용 관통 구멍(12b) 등을 통해, 소정의 워크(도시 생략)를 장착한 가동 스테이지(12)와 조합한 경우에도, 그들을 안정적으로 유지하면서, 용이하게 슬라이드시킬 수 있기 때문이다.

또한, 고정 스테이지의 형태에 관하여, 도 2의 (a)∼(b)에 나타내는 바와 같이, 사각 형상의 고정 스테이지(11, 11')를 평면에서 본 경우에, 그 한 변에, 소정 공간을 형성하기 위한 컷아웃부(11c) 마련하는 것이 바람직하다.

이 이유는, 이러한 컷아웃부(11c)의 스페이스를 이용하여, 소정 방향으로 이동하여, 가동 스테이지(12)를 가압하기 위한 연결 부재(18)를 구비한 이송 나사(15)의 이동 공간이 형성되어, 그들을 소정 방향으로 회전 이동시킬 수 있기 때문이다.

따라서, 연결 부재(18)를 구비한 이송 나사(15)를 갖는 고정 스테이지(11, 11')가, 복수의 연결 부재용 고정구(19(19a, 19b))에 의해, 밸런스 좋고, 그리고 강고하게 장착된 연결 부재(18)를 통해, 가동 스테이지(12)와 연결되어 있으므로, 이송 나사(15)의 회전 이동에 기인한 이송에 대응하여, 가동 스테이지(12)만을 동기시켜 슬라이드시킬 수 있다.

즉, 이와 같은 컷아웃부(11c)를 형성함으로써, 고정 스테이지(11, 11')는 정지한 상태로, 가동 스테이지(12)만을 소정 방향으로 슬라이드시킬 수 있다.

여기에서, 고정 스테이지(11, 11')에 마련하는 컷아웃부(11c)의 평면 형상에 대해서는, 특별히 제한되는 것이 아니지만, 예를 들면, 직사각 형상, 홈 형상, 반원 형상, 반타원 형상, 역삼각 형상, 이형상 등으로 하는 것이 바람직하다.

그리고, 고정 스테이지(11, 11')의 크기에도 의하지만, 그 한 변에서, 컷아웃부(11c)의 최심부(最深部)까지의 거리, 즉, 도 2의 (a)∼(b) 중, 기호 L1로 표시되는 거리를, 통상, 1∼15㎜ 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 3∼12㎜ 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하며, 5∼10㎜ 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 도 2의 (a)∼(b) 중, 기호 L2로 표시되는 컷아웃부(11c)의 개구 길이를, 통상, 5∼30㎜ 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 8∼25㎜ 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하며, 10∼20㎜ 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

그리고, 고정 스테이지(11)의 구성 재료에 대해서도 특별히 제한되는 것이 아니지만, 통상, 알루미늄(알루마이트 처리 알루미늄을 포함), 구리, 황동, 철, 니켈, 마그네슘, 텅스텐, 세라믹, 고분자 수지 재료 등 중 적어도 하나인 것이 바람직하다.

특히, 알루마이트 처리 알루미늄이면, 경량성, 내식성, 내구성, 가공성, 열전도성, 장식성, 및 경제성 등에 접해 있으므로, 고정 스테이지(11)의 구성 재료로서 바람직하다.

그 외, 고정 스테이지(11)의 형태에 관하여, 도 1의 (a)∼(b)에 나타내는 바와 같이, 고정 스테이지(11)는 그 측면이나 이면 등에, 작은 구멍인 장착 구멍이나 그리스 주입 구멍(11a, 11b)이 한 개 또는 두 개 이상 마련되어 있는 것이 바람직하다.

즉, 이러한 작은 구멍이, 장착 구멍이면, 당해 장착 구멍을 이용하여, 다른 부품과 고정하거나 할 수 있고, 혹은, 그리스 주입 구멍이면, 고정 스테이지(11)와, 가동 스테이지(12)의 계면(界面) 등에, 소정의 그리스나 윤활 오일을 공급함으로써, 가동 스테이지(12)를 더욱 매끄럽게 슬라이드시킬 수 있다.

(2) 이송 나사

또한, 도 1의 (b)에 나타내는 이송 나사(15)는, 와셔(washer)(15')와 함께, 고정 스테이지(11)에 형성한 스폿 패이싱부(13)에 대하여 장착되어 있으며, 그리고, 이러한 이송 나사(15)의 단부(端部)에는, 연결 부재용 고정구(19)를 갖는 연결 부재(18)가 설치되어 있다.

따라서, 당해 이송 나사(15)의 이송에 대응하여, 이러한 연결 부재(18)가 직선적으로 이동하고, 그것에 의해 가동 스테이지(12)를 안정적으로 슬라이드시킬 수 있다.

또한, 도 1의 (b)에 나타내는 바와 같이, 이송 나사(15)는, 드라이버 등과 걸어맞추는 오목부를 갖는 두부(頭部)(15a)와, 나사홈을 갖는 나사부(15b)를 포함하여 이루어지는 구성인 것이 바람직하다.

그리고, 이송 나사(15)는, 모터 등을 이용하여, 기계적 구동 또는 전기적 구동력을 이용하여 회전 동작시키는 것도 바람직하지만, 보다 간이한 구성으로 하기 위해, 드라이버나 육각 렌치 등을 이용하여, 수동으로 회전 동작시키는 것이 바람직하다.

또한, 이러한 이송 나사(15)와 마찬가지의 작용 효과를 발휘할 수 있는 부재이면, 소정 형태로 적절히 치환하거나, 변형하는 것도 가능하며, 예를 들면, 방청 처리된 금속 재료로 이루어지는 봉 형상물, 각 기둥물, 선 형상물 등을 이용할 수도 있다.

(3) 백래시 흡수 부재

또한, 도 1의 (b)에 나타내는 백래시 흡수 부재(16)는, 가동 스테이지(12)의 양호한 이동성을 확보하며, 그리고, 가동 스테이지(12) 등에 발생하는 응력을 흡수하여, 백래시의 발생을 억제하면서, 강고하게 고정 상태를 유지하기 위한 부재이다.

즉, 이러한 백래시 흡수 부재(16)에 의하면, 가동 스테이지(12)가 슬라이드하고 있는 동안에는, 소정의 미끄럼성을 발휘하여, 당해 가동 스테이지(12)의 슬라이드를 저해하지 않고, 그 좌우 흔들림이나 비틀림 등을 방지할 수 있다.

그리고, 가동 스테이지(12)를 고정할 때에는, 적당히 변형하여, 가동 스테이지(12)의 백래시를 적게 하며, 그리고, 고정한 후에는, 충분히 고화(固化)하여, 마찬가지로 가동 스테이지(12) 등에 발생하는 응력을 흡수하고, 강고하게 고정 상태를 유지할 수 있다.

따라서, 백래시 흡수 부재(16)의 형태에 관하여, 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 이송 나사(15)를 통과시키기 위한 통과 구멍(16a)을 갖는 원통 형상의 쿠션 수지 부재(16b)인 것이 바람직하다.

즉, 이와 같이 백래시 흡수 부재(16)로 구성함으로써, 이송 나사(15)의 소정 개소에 대한 백래시 흡수 부재(16)의 장착이 용이해짐과 동시에, 당해 백래시 흡수 부재(16)에 의한 응력 흡수가 용이해져, 더욱 우수한 가동 스테이지(12)의 이동성이나 고정성을 얻을 수 있다.

또한, 백래시 흡수 부재(16)에 있어서의 쿠션 수지 부재(16b)의 구성 재료에 대해서는 특별히 제한되는 것이 아니지만, 예를 들면, 아미드 수지(나일론 수지), 우레탄 수지, 에스테르 수지, 카보네이트 수지, 아크릴 수지, 올레핀 수지, 고무계 수지(천연 고무, 스티렌 고무, 부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 코폴리머(SBS), 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 코폴리머(SIS), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 코폴리머(SEBS) 등), 이미드 수지, 아미드-이미드 수지, 페녹시 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 시아네이트 수지, 구아나민 수지, 요소(尿素) 수지, 및 페놀 수지 중 적어도 하나의 수지 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이 이유는, 이와 같은 열가소성 수지 재료나 열경화성 수지 재료로 이루어지는 백래시 흡수 부재(16)이면, 백래시 흡수 부재(16)의 성형성이나 백래시 흡수성 등이 높아져, 더욱 우수한 가동 스테이지(12)의 이동성이나 고정성을 얻을 수 있기 때문이다.

그리고, 특히, 아미드 수지(나일론 수지), 우레탄 수지, 및 고무계 수지 중 적어도 하나이면, 가동 스테이지(12)의 이동성과, 고정성의 밸런스가 더욱 양호하며, 내구성 등도 우수하므로, 바람직한 수지 재료이다.

또한, 백래시 흡수 부재(16)에 있어서의 쿠션 수지 부재(16b)의 구성 재료(수지 재료)의 유리 전이점 또는 융점을, 통상, 30∼250℃ 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

이 이유는, 이러한 구성 재료의 유리 전이점 또는 융점이 30℃ 미만의 값이 되면, 내열성이나 기계적 강도가 부족하여, 백래시 흡수성이나 가동 스테이지(12)의 고정성이 저하할 경우가 있기 때문이다.

한편, 이러한 구성 재료의 유리 전이점 또는 융점이 250℃를 초과한 값이 되면, 사용 가능한 수지 재료의 종류가 과도하게 제한되거나, 백래시 흡수성이 현저하게 저하할 경우가 있기 때문이다.

따라서, 백래시 흡수 부재(16)의 구성 재료의 유리 전이점 또는 융점을, 50∼200℃ 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 80∼180℃ 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 백래시 흡수 부재(16)의 구성 재료의 유리 전이점은, DSC 측정에 있어서의 비열(比熱)의 변화점으로서 측정할 수 있고, 융점을 갖는 구성 재료이면, JISK7121에 준거하여, DSC 융해열 피크 온도로서 측정할 수 있다.

또한, 도 3의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 백래시 흡수 부재(16)는, 그 주위에 소정 형태의 금속 보호 커버(16c)를 갖는 것이 바람직하다.

즉, 쿠션 수지 부재(16b)를 수용하는 캡 형상의 수용부(16d)와, 나사홈을 갖는 나사부(16e)를 일체적으로 포함하여 이루어지는 금속 보호 커버(16c)를 갖고, 도 3의 (a) 및 (b) 중 화살표 방향으로 쿠션 수지 부재(16b)를 삽입하여, 백래시 흡수 부재(16)를 구성하는 것이 바람직하다.

이 이유는, 이와 같이 금속 보호 커버(16c)를 설치함으로써, 이송 나사(15)의 소정 개소에 대한 백래시 흡수 부재(16)의 장착이나 고정성이 용이해짐과 동시에, 당해 백래시 흡수 부재(16)의 내구성이 향상하여, 장기간에 걸쳐 우수한 가동 스테이지(12)의 이동성이나 고정성을 얻을 수 있기 때문이다.

그리고, 도 4의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 금속 보호 커버(16c)에, 쿠션 수지 부재(16b)를 삽입한 후, 캡 형상의 수용부(16d)의 선단부를 절곡(折曲)하는 것도 바람직하다.

이 이유는, 이와 같이 절곡함으로써, 쿠션 수지 부재(16b)의 탈락을 방지할 수 있음과 동시에, 백래시 흡수 부재(16)의 이송 나사(15)에 있어서의 이동성이나, 백래시 흡수 부재(16)에 있어서의 응력 흡수성이 더욱 양호해지기 때문이다.

또한, 이러한 금속 보호 커버(16c)의 구성 재료에 대해서도 특별히 제한되는 것이 아니지만, 경량, 저렴하며, 그리고, 소정의 변형성 및 내구성을 얻을 수 있는 것으로부터, 알루미늄, 구리, 니켈, 철 등 중 적어도 일종인 것이 바람직하다.

여기에서, 도 4의 (a)∼(c)에 언급하여, 백래시 흡수 부재(16)에 의한 응력 흡수에 있어서의 작용 효과를 설명한다.

즉, 도 4의 (a)는, 백래시 흡수 부재(16)에 의한 작용 효과를 설명하기 위해 제공하는 도면으로서, 고정 스테이지(11)에 형성한 스폿 패이싱부(13)에, 이송 나사(15) 및 두 개의 백래시 흡수 부재(16)(금속 보호 커버(16c)를 갖는 쿠션 수지 부재(16b))가 장착된 상태를 나타내고 있다.

또한, 도 4의 (b)는, 도 4의 (a)에 나타내는 두 개의 백래시 흡수 부재(16)에 있어서의 부분 확대도로서, 각각의 금속 보호 커버(16c)에 있어서의 수용부(16d)끼리 대향하여, 서로 겹치도록 배치된 상태를 나타내고 있다.

또한, 도 4의 (c)는, 금속 보호 커버(16c)가, 이송 나사(15)에 대하여, 동방향(도면상에서는, 각각 우측 방향)을 향하도록, 두 개의 백래시 흡수 부재(16)를 배치한 상태를 나타내고 있다.

따라서, 한 개의 백래시 흡수 부재(16)를 설치한 경우는 물론, 도 4의 (a)∼(c)에 나타내는 바와 같이, 두 개의 백래시 흡수 부재(16)를 설치한 경우에도, 이송 나사(15)가 소정 방향으로 회전 이동하고 있는 동안에는, 쿠션 수지 부재(16b) 등이 소정의 미끄럼성을 발휘하여, 동기하여 슬라이드하는 가동 스테이지(12)의 동작을 저해하지 않고, 그 좌우 흔들림이나 비틀림 등을 유효하게 방지할 수 있다.

또한, 이송 나사(15)의 회전 이동에 따라, 발열 현상이 생길 경우가 있지만, 두 개의 백래시 흡수 부재(16)는, 이러한 발열 현상에 의해 발생한 열을 효율적으로 흡수할 수 있다.

즉, 흡수한 열에 의해, 백래시 흡수 부재(16)가 일부 가소화될 경우도 있지만, 소정의 미끄럼성 등은 그대로 발휘할 수 있다.

더 말하자면, 백래시 흡수 부재(16)를 구성하는 원통 형상의 쿠션 수지 부재(16b)의 주위에, 소정의 금속 보호 커버(16c)가 설치되어 있으므로, 쿠션 수지 부재(16b)가 과도하게 변형하거나, 소정 장소로부터 유출할 우려도 없다.

한편, 도 4의 (a)∼(c)에 나타내는 바와 같이, 두 개의 백래시 흡수 부재(16)를 설치한 경우, 이송 나사(15)의 회전 이동이 정지하고, 동기하는 가동 스테이지(12)가 위치 고정될 때에는, 두 개의 백래시 흡수 부재(16)가 적당히 변형하여, 가동 스테이지(12)의 백래시를 적게 할 수 있다.

즉, 이송 나사(15)의 회전 이동에 기인한 가압력의 반작용으로서, 가동 스테이지(12)가 되돌아가는 반발 응력이 발생하지만, 백래시 흡수 부재(16)가 적당히 변형하여, 이러한 반발 응력을 효율적으로 흡수하고, 가동 스테이지(12)에 있어서의 백래시를 적게 할 수 있다.

그리고 또한, 가동 스테이지(12)가 소정 위치에 고정된 후에는, 두 개의 백래시 흡수 부재(16)에 포함되는 원통 형상의 쿠션 수지 부재(16b)가 충분히 고화한 상태가 된다.

따라서, 도 4의 (a)∼(c)에 나타내는 백래시 흡수 부재(16)의 경우, 이송 나사(15)에 있어서의 두부(15a)측으로부터 부여된 외부 응력에 대해서는, 좌측 방향의 백래시 흡수 부재(16)가 효율적으로 흡수하고, 이송 나사(15)의 두부(15a)와 반대측으로부터 부여된 외부 응력에 대해서는, 우측 방향의 백래시 흡수 부재(16)가 효율적으로 흡수할 수 있다.

또한, 두 개의 백래시 흡수 부재(16) 중 어느 것이 느슨해지는 응력이 작용한 경우에도, 소위 더블 너트(double nut) 효과가 발휘된다.

따라서, 두 개의 백래시 흡수 부재(16)에 있어서의 수지 부재(16b)에 의한 느슨함의 발생이 효과적으로 방지됨과 동시에, 가동 스테이지(12)가 이동하는 응력이 외부로부터 부여되었다고 해도, 그 응력을 효과적으로 흡수하고, 강고하게 고정 상태를 유지할 수 있다.

(4) 가이드 부재

또한, 도 2의 (a)∼(b), 혹은 도 5∼도 6에 나타내는 바와 같이, 스테이지 기구(10)의 소정 개소에, 금속편(20a) 및 가이드홈(20b)으로 구성된 한 개 또는 두 개 이상의 가이드 부재(20)를 설치하는 것이 바람직하다.

즉, 이러한 가이드 부재(20)는, 가동 스테이지(12)를 좌우로 흔들리지 않고, 소정 방향으로만 안정적으로 슬라이드시키기 위한 부재이다.

따라서, 가이드 부재(20)의 구성 재료나 형태에 대해서는 특별히 제한되는 것이 아니지만, 예를 들면, 도 1에 나타내는 스테이지 기구(10)에 있어서의 B-B 단면도인 도 6에 나타내는 바와 같이, 대략 사각 형상의 가동 스테이지(12)의 좌우의 양변 근방에, 각각 가이드홈(20b')을 형성하고, 그 안에, 소정 길이의 금속편(20a)을 압입함으로써, 가동 스테이지(12)의 표면에 금속편(20a)이 돌출한 구성으로 하는 것이 바람직하다.

그리고, 후술하는 바와 같이, 고정 스테이지(11)에 있어서도, 가동 스테이지(12)의 가이드홈(20b')과 대향하는 위치에, 마찬가지의 가이드홈(20b)이 형성되어 있다.

따라서, 상하 방향의 가이드홈(20b, 20b')에 각각 압입된 봉 형상(원기둥 형상 또는 다각 기둥 형상)의 금속편(20a)에 의해 가이드 부재(20)가 구성되고, 그것을 따라, 가동 스테이지(12)가, 고정 스테이지(11)에 대하여, 원활하게 슬라이드 가능한 구성으로 할 수 있다.

또한, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 취급성이 양호한 것으로부터, 금속편(20a)이 직선 형상인 것도 바람직하지만, 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 양단부에 둥근 부분(곡률)을 갖게 한, 봉 형상의 금속편(20a)을 소정 방향으로 만곡(灣曲)시켜, 그 평면 형상이 완만한 원호를 그리는 것이 바람직하다.

이 이유는, 금속편(20a)이, 이와 같은 만곡 형상을 그림으로써, 금속편(20a)을 가이드홈(20a')에 압입하는 것이 용이해짐과 동시에, 압입한 후에는, 소정의 만곡 상태를 유지하므로, 보다 강고하게 유지하는 것이 가능해지기 때문이다.

또한, 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 각각의 만곡 방향이 일치하도록 만곡시킨 두 개의 금속편(20a)을 준비하여, 가이드홈(20a')에 각각 압입하는 것이 바람직하다.

이 이유는, 이와 같이 구성하면, 가동 스테이지(12)를 슬라이드시킬 때에, 금속편(20a)이 동일 방향으로 만곡해 있으므로, 그것에 의한 가이드성이 더욱 양호해지기 때문이다.

계속하여, 도 7에 언급하여, 가이드 부재(20)의 일부를 구성하는 금속편(20a)의 길이와, 고정 스테이지(11)의 가이드홈(20b)의 길이의 관계를 설명한다.

또한, 고정 스테이지(11)의 가이드홈(20b)의 길이와, 가동 스테이지(12)의 가이드홈(20b')의 길이는 실질적으로 동일하므로, 후술하는 관계는, 고정 스테이지(11)의 가이드홈(20b)뿐만 아니라, 가동 스테이지(12)의 가이드홈(20b')에도 적합한 것이다.

우선, 금속편(20a)의 길이(L3)는, 가이드홈(20b)의 길이(L4)보다 짧은 값이지만, 통상, 가이드홈(20b)의 길이(L4)의 50∼90％ 범위 내의 값이며, 보다 구체적으로는 1.5∼8㎝ 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

이 이유는, 이러한 금속편(20a)의 길이(L3)가 1.5㎝ 미만의 값이 되면, 가이드 부재(20)를 구성한 경우에 있어서의 가이드 효과가 현저하게 저하할 경우가 있기 때문이다.

한편, 이러한 금속편(20a)의 길이(L3)가 8㎝를 초과한 값이 되면, 스테이지 기구(10)의 중량이 과도하게 무거워지거나, 이송 나사(15)의 이송에 동기시켜, 가동 스테이지(12)만을 원활하게 슬라이드시키는 것이 곤란해질 경우가 있기 때문이다.

따라서, 이러한 금속편(20a)의 길이(L3)를 2∼7㎝ 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 3∼5㎝ 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 금속편(20a)의 두께(t1)에 대해서도, 가이드홈(20b)의 두께(t2)의 약 2배의 값이지만, 통상, 0.5∼8㎜ 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

이 이유는, 이러한 금속편(20a)의 두께(t1)가 0.5㎜ 미만의 값이 되면, 가이드 부재(20)를 구성한 경우에 있어서의 가이드 효과가 현저하게 저하할 경우가 있기 때문이다.

한편, 이러한 금속편(20a)의 두께(t1)가 8㎜를 초과한 값이 되면, 스테이지 기구(10)의 중량이 과도하게 무거워지거나, 이송 나사(15)의 이송에 동기시켜, 가동 스테이지(12)만을 원활하게 슬라이드시키는 것이 곤란해질 경우가 있기 때문이다.

따라서, 이러한 금속편(20a)의 두께(t1)를 1∼7㎜ 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 2∼6㎜ 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

그것에 대하여, 가이드 부재(20)의 일부를 구성하는 가이드홈(20b)의 길이(L4)는, 상술한 금속편(20a)의 길이(L3)나 두께(t1), 혹은 금속편(20a)의 만곡 정도 등을 고려하여 정할 수 있지만, 통상, 1.8∼9㎝ 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

이 이유는, 이러한 가이드홈(20b)의 길이(L4)가 1.8㎝ 미만의 값이 되면, 가이드 부재(20)를 구성한 경우에 있어서의 가이드 효과가 현저하게 저하하거나, 금속편(20a)의 압입이 곤란해질 경우가 있기 때문이다.

한편, 이러한 가이드홈(20b)의 길이(L4)가 9㎝를 초과한 값이 되면, 금속편(20a)의 고정성이 저하하거나, 이송 나사(15)의 이송에 동기시켜, 가동 스테이지(12)만을 원활하게 슬라이드시키는 것이 곤란해질 경우가 있기 때문이다.

따라서, 이러한 가이드홈(20b)의 길이(L4)를 2.2∼7.5㎝ 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 3.5∼5.5㎝ 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 가이드 부재(20)의 일부를 구성하는 가이드홈(20b)의 깊이(t2)에 대해서도 금속편(20a)의 두께(t1)에 의하지만, 통상, 0.1∼8㎜ 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

이 이유는, 이러한 가이드홈(20b)의 깊이(t1)가 0.1㎜ 미만의 값이 되면, 가이드 부재(20)를 구성한 경우에 있어서의 가이드 효과가 현저하게 저하하거나, 금속편(20a)의 고정성이 저하할 경우가 있기 때문이다.

한편, 이러한 가이드홈(20b)의 깊이(t1)가 8㎜를 초과한 값이 되면, 고정 스테이지(11)의 강도나 안정성이 저하하거나, 이송 나사(15)의 이송에 동기시켜, 가동 스테이지(12)만을 원활하게 슬라이드시키는 것이 곤란해질 경우가 있기 때문이다.

따라서, 이러한 가이드홈(20b)의 깊이(t1)를 0.5∼6㎜ 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 1∼4㎜ 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상술한 가이드 부재(20) 대신에, 혹은 병용하여, 볼 가이드나 크로스 롤러 가이드 등을 이용하는 것도 바람직하다.

즉, 도시하지 않지만, 고정 스테이지 및 가동 스테이지에 있어서의 각각의 소정 장소이며, 그리고 평행 위치에, 두 개의 Ｖ홈 레일을 설치하여, 그 안에, 복수의 볼 또는 롤러를 배열하고, 이들 볼 또는 롤러가, Ｖ홈 레일을 따라 굴러가면서 이동하는 구성으로 함으로써, 소정의 가이드 효과를 발휘시키는 것도 바람직하다.

2. 가동 스테이지

(1) 형태

도 1에 나타내는 가동 스테이지(12)의 형태에 대해서도, 고정 스테이지(11)의 형태와 마찬가지로, 특별히 제한되는 것이 아니지만, 대략 평판 형상인 것을 특징으로 한다.

즉, 도 5의 분해도에 나타내는 바와 같이, 통상, 가동 스테이지(12)의 평면 형상을 사각형(정방형을 포함)으로 함과 동시에, 그 치수로서, 고정 스테이지(11)와 마찬가지로, 종폭을 2∼10㎝ 범위 내의 값, 횡폭을 2∼10㎝ 범위 내의 값으로 하며, 그리고, 두께를 1∼10㎜ 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

이 이유는, 이와 같은 평면 형상 및 치수를 갖는 가동 스테이지(12)이면, 고정 스테이지(11)와 마찬가지의 치수로 하여, 콤팩트하게 정리됨과 동시에, 이송 나사(15)의 이송에 대응한 연결 부재(18)의 움직임에 의해, 가동 스테이지(12)의 단부만을 가압하여, 가동 스테이지(12)만을 소정 방향으로 슬라이드시킬 수 있기 때문이다.

따라서, 스테이지 기구(10)의 전체로서, 사용이 편리하거나 제조가 용이해질 뿐만 아니라, 소정의 워크를 장착한 가동 스테이지(12)와 조합한 경우에도, 그들을 안정적으로 유지하면서, 용이하게 슬라이드시킬 수 있다.

또한, 가동 스테이지(12)는, 도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 그 표면측에, 작은 구멍인 그리스 주입 구멍(12a)이 한 개 또는 두 개 이상 마련되어 있는 것이 바람직하다. 그것을 이용하여, 소정 그리스를 주입하고, 고정 스테이지(11)와 가동 스테이지(12) 사이의 슬라이드성을 더욱 향상시킬 수 있기 때문이다.

또한, 가동 스테이지(12)는, 도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 그 표면측에, 예를 들면 직경 1∼5㎜의 워크 고정용 관통 구멍(12b)이 한 개 또는 두 개 이상 마련되어 있는 것이 바람직하다. 그것을 이용하여, 소정 워크를 스테이지 기구(10)에 대하여, 강고하게 장착할 수 있기 때문이다.

또한, 가동 스테이지(12)는, 도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 그 표면측에, 예를 들면, 직경 1∼3㎜의 가압 부재용 관통 구멍(12c)이 한 개 또는 두 개 이상 마련되어 있는 것이 바람직하다. 그것을 이용하여, 가압 부재(17)를 삽입하고, 고정 스테이지(11)와 가동 스테이지(12)를, 소정 가압 상태로 유지할 수 있기 때문이다.

(2) 구성 재료

또한, 가동 스테이지(12)의 구성 재료에 대해서도 특별히 제한되는 것이 아니지만, 고정 스테이지와 마찬가지로, 통상, 알루미늄(알루마이트 처리 알루미늄을 포함), 구리, 황동, 철, 니켈, 마그네슘, 텅스텐, 세라믹, 고분자 수지 재료 등 중 적어도 하나인 것이 바람직하다.

(3) 가이드 부재

또한, 도 5 및 도 6에 시사하는 바와 같이, 고정 스테이지(11)뿐만 아니라, 거기에 상하 방향으로 대향하는 위치에, 가동 스테이지(12)에 있어서도, 한 개 또는 두 개 이상의 가이드홈(20b')을 마련하고, 거기에 금속편(20a)을 후입(厚入)하여, 가이드 부재(20)로 하는 것이 바람직하다.

이 이유는, 이와 같은 가이드 부재(20)를 설치함으로써, 고정 스테이지(11)와 가동 스테이지(12)가 대향한 상태에서 배치된 후, 이송 나사(15)의 이송에 대응하는 연결 부재(18)의 가압 동작에 의해, 고정 스테이지(11)의 표면상, 가이드 부재(20)를 따라, 가동 스테이지(12)만을 소정 방향으로, 안정적으로 슬라이드시킬 수 있기 때문이다.

3. 연결 부재

또한, 도 1의 (a)∼(b)에 나타내는 바와 같이, 연결 부재(18)는, 가동 스테이지(12)에 대하여, 복수의 연결 부재용 고정구(19(19a, 19b))에 의해, 밸런스 좋게, 그리고 강고하게 장착되어 있으며, 그리고, 고정 스테이지(11)에 형성한 스폿 패이싱부(13)에 장착되어 있는 이송 나사(15)의 움직임(회전 직진 운동)에 동기하여, 가동 스테이지(12)를 슬라이드시키기 위한 부재이다.

따라서, 연결 부재(18)는, 도 1의 (a)∼(b)에 나타내는 바와 같이, 플레이트 형상 혹은 직방체 형상인 것이 바람직하고, 그 평면 형상에 대해서도, 반원 형상, 타원 형상, 직사각 형상, 이형상 등 중 어느 것이어도 된다.

그리고, 이러한 연결 부재(18)의 구성 재료로서는, 가동 스테이지(12)의 구성 재료와 마찬가지로, 알루미늄(알루마이트 처리 알루미늄을 포함), 구리, 황동, 철, 니켈, 마그네슘, 텅스텐, 세라믹, 고분자 수지 재료 등 중 적어도 하나인 것이 바람직하다.

또한, 이러한 연결 부재(18)에 대하여, 이송 나사(15)를 소정압이 되도록 예압 조정할 수 있도록, 도 1의 (b)에 나타내는 바와 같이 예압 부재(22)가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

즉, 이송 나사(15)의 두부(15a)와 예압 부재(22)에서, 연결 부재(18)를 끼워넣음과 동시에, 예압 나사(22b)를 이용하여, 예압 부재(22)가, 이송 나사(15)에 대하여 가압 조정되어 있는 것이 바람직하다.

이 이유는, 이와 같이 예압 부재(22)를 설치함으로써, 이송 나사(15)의 소정 방향의 이송을 저해하지 않고, 연결 부재(18), 나아가서는 그것에 고정된 가동 스테이지(12)를 원활하게 슬라이드시키는 것이 가능해지기 때문이다.

4. 가압 부재

또한, 고정 스테이지(11)와 가동 스테이지(12)를 상하 방향으로 가압하고, 이송 나사(15)의 이송에 의해, 양자가 슬라이딩하면서 원활하게 슬라이드하도록, 소정의 가압 부재(17)를 설치하는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로는, 도 1에 나타내는 스테이지 기구(10)에 있어서의 C-C 단면도인 도 8에 나타내는 바와 같이, 고정 스테이지(11)의 하면의 일부에, 스폿 패이싱부(17c)를 설치하여, 압축 스프링(17a) 및 와셔(17b)를 통해, 가압 부재(17)로서의 볼트를 하방으로부터 나사 삽입하고, 고정 스테이지(11)와 가동 스테이지(12)를 상하 방향으로 압접시키는 것이 바람직하다.

즉, 가압 부재(17)의 나사 삽입량을 조절하여, 가압 부재(17)로서의 볼트와 압축 스프링(17a) 사이의 거리를 소정 범위 내의 값으로 하는 것이다.

단, 가압 부재(17)의 구성으로서는, 이와 같은 볼트에 한하지 않고, 판 스프링이나 클립 등이어도 된다.

[제2 실시형태]

제2 실시형태는, 도 9의 (a)∼(b)에 예시하는 바와 같이, 직방체 형상의 고정 스테이지(111)와, 당해 고정 스테이지(111)의 내부에 수용된 원기둥 형상 부재(117)와, 고정 스테이지(111)의 표면을 따라 슬라이드하는 가동 스테이지(112)를 포함하는 스테이지 기구(100)이다.

그리고, 원기둥 형상 부재(117)의 내부에, 한 개 또는 두 개 이상의 백래시 흡수 부재(116)가 장착되어 있음과 동시에, 연결 부재(118)에 의해, 백래시 흡수 부재(116)를 장착한 원기둥 형상 부재(117)와, 가동 스테이지(112)가 연결되어 있으며, 그리고, 고정 스테이지(111)에 장착한 이송 나사(115)에 의해, 백래시 흡수 부재(116)를 통해, 원기둥 형상 부재(117)를 슬라이드시킴으로써, 가동 스테이지(112)를 동기시켜 슬라이드시키는 것을 특징으로 하는 스테이지 기구(100)이다.

이하, 적절히 도면을 참조하면서, 제2 실시형태의 스테이지 기구(100)에 대해서, 제1 실시형태의 스테이지 기구(10)와 다른 점을 중심으로, 구체적으로 설명한다.

1. 고정 스테이지

(1) 형태

제2 실시형태의 스테이지 기구(100)의 경우, 도 9의 (a)에 나타내는 바와 같이, 고정 스테이지(111)가 직방체 형상인 것을 특징으로 한다.

즉, 통상, 평면 치수가 0.8∼5㎝×1∼10㎝의 사각형(정방형을 포함)이며, 그리고, 두께를 1∼10㎜ 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

이 이유는, 이와 같은 치수의 고정 스테이지(111)이면, 사용이 편리하거나 제조가 용이해질 뿐만 아니라, 소정의 워크를 장착한 가동 스테이지(112)와 조합한 경우에도, 그들을 안정적으로 유지하면서, 용이하게 가동 스테이지(112)만을 슬라이드시킬 수 있기 때문이다.

(2) 구성 재료

또한, 고정 스테이지(111)의 구성 재료로서는, 우수한 경량성, 내구성, 치수 안정성, 가공성 등이 각각 얻어지는 것으로부터, 알루미늄(알루마이트 처리 알루미늄을 포함), 구리, 황동, 철, 니켈, 마그네슘, 텅스텐, 세라믹, 고분자 수지 재료 등 중 적어도 하나인 것이 바람직하다.

(3) 이송 나사

또한, 제2 실시형태의 스테이지 기구(100)에 있어서 이송 나사(115)는, 그 나사부(115b)의 소정 위치에, 후술하는 백래시 흡수 부재(116)를 구비하고 있으며, 또한 후술하는 원기둥 형상 부재(117)에 걸어맞추어, 가동 스테이지(112)를 동기시켜 슬라이드시키기 위한 부재이다.

여기에서, 도 10의 (a)∼(c)를 참조하여, 이송 나사(115)에 구비된 백래시 흡수 부재(116)를, 원기둥 형상 부재(117)의 단부에 대하여 장착하는 방법에 대해서 설명한다.

우선은, 도 10의 (a)에 나타내는 바와 같이, 백래시 흡수 부재(116)를 구비한 이송 나사(115)를 준비한다.

계속하여, 도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 이송 나사(115)를 화살표 방향으로 회전시켜, 전방(前方)으로 송출하여, 단부에 오목부를 갖는 원통 형상 부재(117)와 접촉시킨다.

마지막으로, 도 10의 (c)에 나타내는 바와 같이, 이송 나사(115)를 화살표 방향으로 더 회전시켜, 전방으로 송출하여, 원통 형상 부재(117)의 단부에 마련된 오목부에 삽입한다.

즉, 이와 같이 하여, 이송 나사(115)에 구비된 백래시 흡수 부재(116)를, 원기둥 형상 부재(117)의 단부에 용이하게 그리고 정확하게 장착할 수 있다.

그리고, 백래시 흡수 부재(116)와, 이송 나사(115)의 나사부(115b)의 관계에서, 더블 너트 효과를 용이하게 발휘할 수 있고, 즉, 그것에 의해, 백래시 흡수 부재(116)에 있어서의 느슨함 등의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 이러한 이송 나사(115)에 있어서도, 도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이, 소정 압력을 주기 위해, 예압 부재(122)가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

즉, 이송 나사(115)와 예압 부재(122)에서, 고정 스테이지(111)의 일부를 끼워넣고, 그 상태에서, 예압 나사(122b)를 이용하여, 이송 나사(115)에 대하여, 예압 부재(122)를 가압함으로써, 이송 나사(115)의 이송 동작을 과도하게 방지하지 않고, 예압 조정하여, 예압 부재(122)를 고정할 수 있다.

(4) 백래시 흡수 부재

또한, 제2 실시형태의 스테이지 기구(100)에 있어서의 백래시 흡수 부재(116)에 관하여, 제1 실시형태의 백래시 흡수 부재(16)(금속 보호 커버(16c)를 갖는 쿠션 수지 부재(16b))와 기본적으로 마찬가지의 내용으로 할 수 있다.

즉, 도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이, 소정 구조의 백래시 흡수 부재(16)가, 이송 나사(115)의 도중에 설치되어 있다.

보다 구체적으로는, 도 10의 (c)에 나타내는 바와 같이, 나사부(116e)를 갖는 금속 보호 커버(16c)의 수용부에 장착된 쿠션 수지 부재(116b)가 준비되고, 그것을 포함하여 이루어지는 백래시 흡수 부재(116)가, 이송 나사(115)의 도중에 설치되어 있다.

따라서, 이송 나사(115)가 소정 방향으로 보내져, 가동 스테이지(112)가 슬라이드하고 있는 동안에는, 백래시 흡수 부재(116)는, 소정의 미끄럼성을 발휘하여, 당해 가동 스테이지(112)의 슬라이드를 저해하지 않고 기능한다.

그리고, 가동 스테이지(112)를 고정할 때에는, 백래시 흡수 부재(116)가 적당히 변형하여, 가동 스테이지(112)의 백래시를 적게 하고, 그리고, 가동 스테이지(112)를 고정한 후에는, 충분히 고화하여, 마찬가지로 가동 스테이지(112) 등에 발생하는 응력을 흡수하고, 강고하게 고정 상태를 유지할 수 있다.

또한, 도 10의 (c)는, 백래시 흡수 부재(116)가 한 개 설치된 예를 나타내고 있지만, 이러한 백래시 흡수 부재(116)가 두 개 이상 도 4의 (a)∼(c)에 준하여, 배열되어 있어도 된다.

(5) 이동 구멍

또한, 고정 스테이지(111)의 내부에, 단면 형상이 대략 원기둥 형상의 이동 구멍(117b)을 마련하고, 그 안을, 후술하는 원통 형상 부재(117)가 슬라이드 가능한 구성으로 하는 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 고정 스테이지(111)의 내부에, 대략 원통 형상이며, 그리고, 상방에 개구한, 사각 형상의 개구부(117c)를 갖는 이동 구멍(117b)을 마련하는 것이 바람직하다.

즉, 가동 스테이지(112)를 떼어낸 경우, 이동 구멍(117b)에 있어서의 개구부(117c)를 통해, 원통 형상 부재(117)의 평탄부(117a)가 노출해 있음과 동시에, 당해 원통 형상 부재(117)의 평탄부(117a)와 고정 스테이지(111)의 상면측의 평탄면(111a)의 면 위치가 일치해 있어, 동일 평면을 이루는 구성인 것이 바람직하다.

이 이유는, 이와 같이 이동 구멍(117b)을 이용함으로써, 후술하는 원통 형상 부재(117)가 원활하게 슬라이드할 수 있음과 동시에, 원통 형상 부재(117)의 상면에, 평판 형상의 가동 스테이지(112)를 장착한 경우에도, 원통 형상 부재(117)의 원활한 슬라이드를 저해하지 않기 때문이다.

2. 가동 스테이지

또한, 가동 스테이지(112)는, 후술하는 연결 부재(118)에 의해, 또한 후술하는 원통 형상 부재(117)에 대하여 연결되어 있는 평판 형상 부품으로서, 고정 스테이지(111)에 장착한 이송 나사(115)에 동기하여, 워크(도시 생략)를 설치한 상태에서, 소정 방향으로 슬라이드하는 구성이다.

즉, 이러한 평판 형상의 가동 스테이지(112)의 표면측에, 가공기나 현미경 등의 대상물인 워크(도시 생략)를 설치한 상태에서, 이송 나사(115)에 의해, 당해 가동 스테이지(112)의 위치를 미세 조정할 수 있다.

또한, 가동 스테이지(112)의 형태에 대해서, 더욱 경량화, 소형화 등을 하기 위해, 평면 형상이 소정 치수의 장방형으로 되어 있는 것을 제외하고, 제1 실시형태의 가동 스테이지(12)와 마찬가지의 내용으로 할 수 있다.

3. 연결 부재

또한, 연결 부재(118)는, 직접적으로는 가동 스테이지(112)와, 백래시 흡수 부재(116)를 장착한 원통 형상 부재(117)를 연결하는 고정 부재로서, 고정 스테이지(111)에 형성한 스폿 패이싱부(113)에 장착되어 있는 이송 나사(115)에 동기시켜, 백래시 흡수 부재(116)를 통해, 원통 형상 부재(117)를 슬라이드시키고, 나아가서는, 가동 스테이지(112)를 동방향으로 슬라이드시키기 위한 고정 부재이다.

따라서, 연결 부재(118)는, 도 9의 (b)에 나타내는 바와 같은 나사 부재(118)여도 되고, 혹은, 그 밖의 형태여도 된다.

그리고, 제2 실시형태의 스테이지 기구(100)에 있어서, 이러한 연결 부재(118)가, 제1 실시형태의 스테이지 기구(10)에 있어서의 가압 부재로서의 기능도 하고 있다.

즉, 연결 부재(118)가, 고정 스테이지(111)와, 가동 스테이지(112)를 상하 방향으로 가압하고, 양자가 슬라이딩하면서 원활하게 슬라이드하도록, 소정의 가압 부재로서의 기능도 하고 있다.

계속하여, 도 12의 (a)∼(b)를 참조하여, 연결 부재(118)에 의한, 백래시 흡수 부재(116)가 장착된 원통 형상 부재(117)와 가동 스테이지(112) 사이의 연결 방법의 일례를 설명한다.

우선은, 도 12의 (a)에 나타내는 바와 같이, 고정 스테이지(111)의 이동 구멍(117b)에, 연마 전의 백래시 흡수 부재(116)를 포함하는 원통 형상 부재(117)를 삽입함과 동시에, 고정 스테이지(111)의 상면보다 상측으로 노출한 백래시 흡수 부재(16)를 포함하는 원통 형상 부재(117)를, 연마 부재(도시 생략)에 의해, 소정 두께분 연마하고, 거기에 평탄부(117a)를 형성한다.

그 때, 이동 구멍(117b)에 대하여, 원통 형상 부재(117)는 슬라이딩 결합 상태이기는 하지만, 장래적인 덜걱거림을 없애기 위해, 고정 스테이지(111)의 이동 구멍(117b)의 표면(Z)과, 원통 형상 부재(117)의 표면 사이에는, 거의 틈이 없는 상태이다.

계속하여, 도 12의 (b)에 나타내는 바와 같이, 원통 형상 부재(117)의 평탄부(117a) 및 고정 스테이지(111)의 평탄면이 동일면을 형성하는 상태에서, 고정 스테이지(111)를 소정 장소에 올려놓은 후, 나사 등의 연결 부재(118)에 의해, 백래시 흡수 부재(16)를 포함하는 원통 형상 부재(117)와, 가동 스테이지(112)를 강고하게 연결한다.

즉, 이와 같이 하여, 연결 부재(118)에 의해, 백래시 흡수 부재(16)를 포함하는 원통 형상 부재(117)와, 가동 스테이지(112) 사이를, 소위 덜걱거림이 없이, 강고하게 연결할 수 있고, 게다가, 이동 구멍(117b) 내부에서의 원통 형상 부재(117)의 원활한 슬라이드를 유지할 수 있다.

또한, 도 12의 (a)에 나타내는 바와 같이, 고정 스테이지(111)의 이동 구멍(117b)에 대하여, 원통 형상 부재(117)를 삽입하기 전에, 원통 형상 부재(117)에 상당하는 위치의 원통 형상 부재(117)를 연마 또는 절삭 등에 의해, 거칠게 깎아도 되기 때문에 미리 일부를 제거해 두는 것도 바람직하다.

이 이유는, 고정 스테이지(111)의 이동 구멍(117b)의 밖에서, 미리 일부여도 평탄화 처리함으로써, 고정 스테이지(111)의 이동 구멍(117b)에 원통 형상 부재(117)를 삽입한 상태에서의 정밀한 연마 작업이나 연마 시간을, 현저하게 단축할 수 있기 때문이다.

4. 원기둥 형상 부재

제2 실시형태의 스테이지 기구(100)의 경우, 도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이, 고정 스테이지(111)의 내부에 형성된 이동 구멍(117b)을 슬라이드하는, 단면 형상이 실질적으로 원 형상인 원기둥 형상 부재(117)를 설치하는 것을 특징으로 한다.

즉, 고정 스테이지(111)의 상면측의 평탄부(111a)와 함께, 면 위치의 관계에서, 동일 평면을 형성하는 평탄부(117a)를 구비한 원기둥 형상 부재(117)와, 상술한 가동 스테이지(112)가, 연결 부재(118)에 의해 연결되고, 또한, 고정 스테이지(111)에 장착한 이송 나사(115)에 의해, 원기둥 형상 부재(117)를 슬라이드시킴으로써, 당해 가동 스테이지(112)를 간접적으로 슬라이드시키는 구성이다.

이와 같이 원기둥 형상 부재(117)를 한 개 또는 두 개 이상 설치함으로써, 연결 부재(연결 나사)(118)를 스테이지 기구(100)의 내부에 설치하여, 고정 스테이지(111)와 가동 스테이지(112)를 간접적으로 연결하는 것이 가능해져, 스테이지 기구(100)를, 보다 소형화하고 그리고 경량화할 수 있다.

또한, 이러한 원기둥 형상 부재(117)의 구성 재료에 대해서는 특별히 제한되는 것이 아니지만, 고정 스테이지(111)와 마찬가지로, 경량성, 기계적 특성, 내구성 등이 우수한 알루미늄이나 알루미늄 합금 등으로 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 원기둥 형상 부재(117)의 변형예로서, 사각 기둥 형상 부재를 포함하는 다각 기둥 형상 부재, 타원 기둥 형상 부재, 및 역삼각 기둥 형상 부재 등도 사용 가능하다.

5. 측면 커버

또한, 제2 실시형태의 스테이지 기구(100)에 있어서, 도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이, 고정 스테이지(111)의 이동 구멍(117b)의 단부에, 당해 이동 구멍(117b)이 은폐되도록, 측면 커버(119)를, 고정 부재(고정 나사 등)(119a)에 의해, 강고하게 장착하는 것이 바람직하다.

즉, 이러한 측면 커버(119)에 의해, 이동 구멍(117b)을 은폐하고, 수분이나 먼지 성분 등의 침입을 방지하여, 스테이지 기구(100)의 내구성을 높이기 위함이다.

또한, 이러한 측면 커버(119)의 형태나 구성 재료에 대해서도, 특별히 제한되는 것이 아니지만, 고정 스테이지(111)와 마찬가지로, 경량성, 기계적 특성, 내구성 등이 우수한 알루미늄이나 알루미늄 합금 등으로 이루어지는 직사각 형상물로 하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 스테이지 기구에 의하면, 소정 개소에, 소정의 백래시 흡수 부재를 설치함으로써, 소형이며 그리고 저렴한 간이 구조이면서, 가동 스테이지의 양호한 이동성을 갖고, 그리고, 가동 스테이지를 고정할 때의 백래시나, 가동 스테이지를 고정한 후의 이동도 적은 스테이지 기구를 얻을 수 있게 되었다.

특히, 제1 실시형태의 스테이지 기구, 혹은 제2 실시형태의 스테이지 기구에 있어서, 각각 개미홈 슬라이드 레일 등을 생략한 경우에도, 우수한 가동 스테이지의 이동성이나 고정성을 얻을 수 있으므로, 더욱 소형이며 그리고 저렴하게, 고정밀한 위치 맞춤이 가능한 스테이지 기구를 제공할 수 있게 되었다.

따라서, 본 발명의 스테이지 기구에 의하면, 백래시를 억제하여, 카메라, 센서, 전극, 라이트 등의 워크를 가동 스테이지에 탑재한 경우에 있어서의 미세 조정이 매우 용이하며, 각종 스테이지 기구에의 응용이 기대된다.

Claims

고정 스테이지와, 당해 고정 스테이지의 표면을 따라 슬라이드하는 가동 스테이지를 포함하는 스테이지 기구로서,
상기 고정 스테이지에 형성한 스폿 패이싱(spot facing)부에, 이송 나사 및 한 개 또는 두 개 이상의 백래시(backlash) 흡수 부재가 설치되어 있으며,
그리고, 상기 이송 나사의 이송에 동기하여, 상기 가동 스테이지를 슬라이드시키기 위한 연결 부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지 기구.
제1항에 있어서,
상기 백래시 흡수 부재가, 상기 이송 나사의 통과 구멍을 갖는 원통 형상의 수지 부재인 것을 특징으로 하는 스테이지 기구.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 백래시 흡수 부재가, 그 주위에, 금속 보호 커버를 갖는 것을 특징으로 하는 스테이지 기구.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 백래시 흡수 부재가, 아미드 수지, 우레탄 수지, 및 고무계 수지 중 적어도 하나로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지 기구.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정 스테이지와, 가동 스테이지 사이에, 가이드 부재로서의 금속편을 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 기구.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정 스테이지와 가동 스테이지를, 상하 방향으로 연결함과 동시에, 고정 스테이지와 가동 스테이지 사이의 슬라이딩 접촉력을 조정하기 위한 나사 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 기구.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정 스테이지 및 상기 가동 스테이지가, 각각 평판 형상인 것을 특징으로 하는 스테이지 기구.
직방체 형상의 고정 스테이지와, 상기 고정 스테이지의 내부에 수용된 원기둥 형상 부재와, 상기 고정 스테이지의 표면을 따라 슬라이드하는 가동 스테이지를 포함하는 스테이지 기구로서,
상기 원기둥 형상 부재의 내부에, 한 개 또는 두 개 이상의 백래시 흡수 부재가 장착되어 있음과 동시에, 연결 부재에 의해, 상기 백래시 흡수 부재를 장착한 원기둥 형상 부재와 상기 가동 스테이지가 연결되어 있으며,
그리고, 상기 고정 스테이지에 장착한 이송 나사에 의해, 상기 백래시 흡수 부재를 통해, 상기 원기둥 형상 부재를 슬라이드시킴으로써, 상기 가동 스테이지를 동기시켜 슬라이드시키는 것을 특징으로 하는 스테이지 기구.