JP2009113157A

JP2009113157A - 傾斜ステージ

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Publication number: JP2009113157A
Application number: JP2007289453A
Authority: JP
Inventors: Katsuaki Oishi; 石勝昭大
Original assignee: Suruga Seiki Co Ltd
Current assignee: Suruga Seiki Co Ltd
Priority date: 2007-11-07
Filing date: 2007-11-07
Publication date: 2009-05-28
Anticipated expiration: 2027-11-07
Also published as: JP4994193B2

Abstract

【課題】精度を保つことができる傾斜ステージを提供する。
【解決手段】曲面案内部を有するベース１と、このベースの曲面案内部に沿って移動する傾斜部材２と、ベースに回転自在に支持された正逆に回転するボールネジ１１と、このボールネジを正逆に回転駆動させる回転手段と、傾斜部材２に取り付けられると共に、ボールネジに螺合する雌ネジ体２１と、この雌ネジ体の回転の動きを規制する雌ネジ体規制手段と、傾斜部材２内に対向壁部を有する空所２２Ｓを備え、対向壁部は、ボールネジの長手方向に直交する方向に設けた第１の壁部及び第２の壁部とを有し、空所内に位置し、外周が第１の壁部に当接、第２の壁部に非当接するように傾斜部材２に棒状部材２３を介して取り付けられた第１のベアリングと、空所内に位置し、外周が第１の壁部に非当接、第２の壁部に当接するように傾斜部材２に棒状部材２３を介して取り付けられた第２のベアリングとを有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、傾斜ステージに係り、特に、精度を保つことができる傾斜ステージに関する。

従来、駆動機構として、ウォームとウォームホイールを用いて、傾斜する傾斜ステージがある（例えば、特許文献１参照）。
この機構は、ウォームの軸が１回転することで、ウォームホイールに刻まれた歯が１つ分移動するようにしたものである。

特開平６−３０９０３５号公報

しかしながら、上述の傾斜ステージの駆動にあっては、ウォームとウォームホイールによるため、歯面間の遊び、所謂「バックラッシュ」が必要なため、傾斜ステージの位置決めをする際、精度が出ないという問題点があり、この問題点を除去するために、「バックラッシュ」を抑えるよう、接触面のギャップをほぼ０に抑えようとすれば、軸の振れ、ウォームホイールの歯の状態により組立調整が困難であるという問題点が生じた。

本発明は、上記の点を考慮してなされた傾斜ステージを提供することを目的とする。

本発明の傾斜ステージは、曲面案内部を有するベースと、このベースの前記曲面案内部に沿って移動する傾斜部材と、前記ベースに回転自在に支持された正逆に回転するボールネジと、このボールネジを正逆に回転駆動させる回転手段と、前記傾斜部材に取り付けられると共に、前記ボールネジに螺合する雌ネジ体と、この雌ネジ体の回転の動きを規制する雌ネジ体規制手段と、前記傾斜部材内に対向壁部を有する空所を備え、前記対向壁部は、前記ボールネジの長手方向に直交する方向に設けた第１の壁部及び第２の壁部とを有し、前記空所内に位置し、外周が前記第１の壁部に当接、前記第２の壁部に非当接するように前記傾斜部材に棒状部材を介して取り付けられた第１のベアリングと、前記空所内に位置し、外周が前記第１の壁部に非当接、前記第２の壁部に当接するように前記傾斜部材に前記棒状部材を介して取り付けられた第２のベアリングと、前記第１のベアリング及び前記第２のベアリングの前記傾斜部材への取り付は、前記棒状部材の外周に前記第１のベアリングの内輪、前記第２のベアリングの内輪をそれぞれ当接し、前記棒状部材の先端を前記傾斜部材にネジ止めしたものである。

また、請求項２記載の傾斜ステージは、請求項１記載の傾斜ステージにおいて、曲面案内部は、曲面案内溝であり、傾斜部材の前記曲面案内溝に対向する部位は、対向曲面案内溝であり、この対向曲面案内溝と前記曲面案内溝との間に位置し、前記対向曲面案内溝が前記曲面案内溝に沿って移動する動きを許容し、前記対向曲面案内溝が前記曲面案内溝から離脱するのを規制する規制部材とを備えているものである。

請求項１記載の傾斜ステージによれば、ベースの曲面案内部に沿って移動する傾斜部材は、該傾斜部材に取り付けられた雌ネジ体に螺合する正逆に回転するボールネジにより駆動されるため、従来のウォームとウォームホイールによるものに比較し、摩耗が少なく、精度を保つことができ、しかも、傾斜部材内に対向壁部を有する空所を有し、前記対向壁部は、前記ボールネジの長手方向に直交する方向に設けた第１の壁部及び第２の壁部とを備え、前記空所内に位置し、外周が前記第１の壁部に当接、前記第２の壁部に非当接するように前記傾斜部材に棒状部材を介して取り付けられた第１のベアリングを用いて、傾斜部材を一方の方向へ傾斜させ、傾斜部材を逆の他方の方向へ傾斜させたい場合には、前記空所内に位置し、外周が前記第１の壁部に非当接、前記第２の壁部に当接するように前記傾斜部材に前記棒状部材を介して取り付けられた第２のベアリングを用いて行うため、雌ネジ体の直線運動を傾斜部材の傾斜方向へとスムーズに伝達することができると共に、これら棒状部材、第１のベアリング、第２のベアリングは、傾斜部材の空所内に配置され、平面視、傾斜部材より外側に張り出さない分、平面視、コンパクトな傾斜ステージを得ることができる。

本発明の傾斜ステージの一実施例を図面を参照して説明する。
図１乃至図１０において、Ｋは傾斜ステージで、傾斜ステージ（ゴニオステージ）Ｋは、曲面案内部（例えば、曲面案内溝）１Ａ、１Ａを有するベース１と、このベース１の曲面案内部（例えば、曲面案内溝）１Ａ、１Ａに沿って移動する傾斜部材２とから概略的に構成され、傾斜部材２の上方に回転中心Ｏ（図４参照）があり、Ｏを支点として傾斜部材２の面が回動するものである。

１１は、ベース１に回転自在に支持された正逆に回転するボールネジである。このボールネジ１１は、回転手段（図示せず）により正逆に回転駆動されるようになっている。
回転手段（図示しないが、例えば、正逆に回転するモーターで、４０は、モーターの回転軸である。）は、カップリングＣを介して、ボールネジ１１に回転を伝達するようになっている。ボールネジ１１は、第１、第２の軸受け３１、３２で支持され、ボールネジ１１の一方の側に第１の部材１２が、ボールネジ１１の他方の側に第２の部材１３が、それぞれ取り付けられている。
第１の部材１２は第１の軸受け３１に支持されるベアリング３１ａの内輪に当接し、ベアリング３１ａの外輪に非当接し、また、第２の部材１３はベアリング３２ａの内輪に当接し、ベアリング３２ａの外輪に非当接となって、ボールネジ１１の回転を支持するようになっている。

また、図５、図８、図１０及び図１１に示す２１は、傾斜部材２に取り付けられると共に、ボールネジ１１に螺合する雌ネジ体で、この雌ネジ体２１は、ボールネジ１１の正逆の回転により、直線方向に移動するように、雌ネジ体規制手段１０により雌ネジ体２１の回転の動きを規制される。
雌ネジ体規制手段１０は、例えば、雌ネジ体２１とベース１の対向する面のそれぞれにあって、雌ネジ体２１の移動方向に設けられた雌ネジ体２１の側の案内溝２１Ａと、ベース１の側の案内溝１Ａ’と、この案内溝２１Ａと案内溝１Ａ’の間に位置し、雌ネジ体２１がボールネジ１１上を移動する動きを許容し、雌ネジ体２１が回転するのを規制する規制部材１０Ａとにより、構成される。また、規制部材１０Ａは、例えば、案内溝２１Ａと案内溝１Ａ’とに亘って転動する転動体１０Ａ１を保持する保持器１０Ａ２である（特開２００６−４６４４４号公報記載の第１の保持器４参照）。雌ネジ体規制手段１０は、これに限らず、案内溝２１Ａ内を摺動する摺動部材（図示せず）をベース１の側に設けても良く、また、逆に、案内溝１Ａ’を摺動する摺動部材（図示せず）を雌ネジ体２１の側に設けても良い。

また、図５、図９及び図１０に示す２２Ｓは、傾斜部材２内に対向壁部を有する空所で、上記対向壁部は、ボールネジ１１の長手方向に直交する方向に設けた第１の壁部２２Ａ及び第２の壁部２２Ｂとを有している。
また、２４は、傾斜部材２に棒状部材２３を介して取り付けられた第１のベアリングで、第１のベアリング２４は、空所２２Ｓ内に位置し、第１のベアリング２４の外周が第１の壁部２２Ａに当接、第２の壁部２２Ｂとの間に隙間Ｄ₁が形成され、第１のベアリング２４の外周が第２の壁部２２Ｂに非当接するようになっている（図８参照）。
また、２５は、棒状部材２３を介して取り付けられた第２のベアリングで、第２のベアリング２５は、空所２２Ｓ内に位置し、第１の壁部２２Ａとの間に隙間Ｄ₂が形成され、第２のベアリング２５の外周が第１の壁部２２Ａに非当接、第２のベアリング２５の外周が第２の壁部２２Ｂに当接するようになっている（図７参照）。
第１の壁部２２Ａ及び第２の壁部２２Ｂを有する部材は、コ字状部材２２であり、Ｓ₁は、隣接する第１のベアリング２４、第２のベアリング２５が接触を避けるためのスペーサーであり、Ｓ₂は、第２のベアリング２５とＬ字状部材２６とが接触を避けるためのスペーサーである。
第１のベアリング２４及び第２のベアリング２５の傾斜部材２への取り付は、棒状部材２３の外周に第１のベアリング２４の内輪、第２のベアリング２５の内輪をそれぞれ当接し、棒状部材２３の先端を傾斜部材２にネジ止めするようにしている。
コ字状部材２２は、ボルトＢ₁ により雌ネジ体２１と結合して一体化される。

また、図６及び図７に示すように、傾斜部材２の曲面案内溝１Ａ、１Ａに対向する部位は、対向曲面案内溝２Ａ、２Ａであり、この曲面案内溝１Ａ、１Ａに沿って移動する対向曲面案内溝２Ａ、２Ａとは、規制部材２０Ａにより、対向曲面案内溝２Ａ、２Ａが曲面案内溝１Ａ、１Ａから離脱するのを規制するようになっている。
規制手段２０Ａは、例えば、曲面案内溝１Ａと対向曲面案内溝２Ａとの間に位置し、対向曲面案内溝２Ａが曲面案内溝１Ａに沿って移動する動きを許容し、対向曲面案内溝２Ａが曲面案内溝１Ａから離脱するのを規制するものである。
この規制部材２０Ａは、例えば、曲面案内溝１Ａと対向曲面案内溝２Ａとに亘って転動する転動体２０Ａ１と、この転動体２０Ａ１を保持する保持器２０Ａ２とで構成される（特開２００６−４６４４４号公報記載の第１の保持器４参照）。この規制手段２０Ａは、これに限らず、曲面案内溝１Ａ内を摺動する摺動部材（図示せず）を傾斜部材２の側に設けても良く、また、逆に、対向曲面案内溝２Ａを摺動する摺動部材（図示せず）をベース１の側に設けても良い。

従って、上述した傾斜ステージＫによれば、ベース１の曲面案内部１Ａに沿って移動する傾斜部材２は、該傾斜部材２に取り付けられた雌ネジ体２１に螺合する正逆に回転するボールネジ１１により駆動されるため、従来のウォームとウォームホイールによるものに比較し、摩耗が少なく、精度を保つことができ、しかも、傾斜部材２内に対向壁部を有する空所２２Ｓを有し、前記対向壁部は、ボールネジ１１の長手方向に直交する方向に設けた第１の壁部２２Ａ及び第２の壁部２２Ｂとを備え、空所２２Ｓ内に位置し、外周が第１の壁部２２Ａに当接、第２の壁部２２Ｂに非当接するように傾斜部材２に棒状部材２３を介して取り付けられた第１のベアリング２４を用いて、傾斜部材２を一方の方向へ傾斜させ（図１０参照）、傾斜部材２を逆の他方の方向へ傾斜させたい場合には、空所２２Ｓ内に位置し、外周が第１の壁部２２Ａに非当接、第２の壁部２２Ｂに当接するように傾斜部材２に棒状部材２３を介して取り付けられた第２のベアリング２５を用いて行うため（図１１参照）、雌ネジ体２１の直線運動を傾斜部材２の傾斜方向へとスムーズに伝達することができると共に、これら棒状部材２３、第１のベアリング２４、第２のベアリング２５は、傾斜部材２の空所２２Ｓ内に配置され、平面視、傾斜部材２より外側に張り出さない分、平面視、コンパクトな傾斜ステージＫを得ることができる（図１乃至図３参照）。

図１は、本発明の一実施例の傾斜ステージの概略的斜視図である。図２は、図１の一部を切り欠いて示す概略的一部切り欠き平面図である。図３は、図２とは異なる図１の一部を切り欠いて示す概略的一部切り欠き平面図である。図４は、図３の４−４線による概略的断面図である。図５は、図３の５−５線による概略的断面図である。図６は、図３の６−６線による概略的断面図である。図７は、図６の一部を拡大して示す概略的一部拡大図である。図８は、図３の一部を拡大して示す概略的一部拡大図である。図９は、図８の部材の一部を分解して示す概略的一部分解斜視図である。図１０は、図５の摺動部材が右側に移動した状態を示す概略的断面図である。図１１は、図５の摺動部材が左側に移動した状態を示す概略的断面図である。

符号の説明

Ｋ傾斜ステージ
１ベース
１Ａ曲面案内部
２傾斜部材
１０雌ネジ体規制手段
１１ボールネジ
２１雌ネジ体
２２Ａ第１の壁部
２２Ｂ第２の壁部
２２Ｓ空所
２３棒状部材
２４第１のベアリング
２５第２のベアリング

Claims

曲面案内部を有するベースと、
このベースの前記曲面案内部に沿って移動する傾斜部材と、
前記ベースに回転自在に支持された正逆に回転するボールネジと、
このボールネジを正逆に回転駆動させる回転手段と、
前記傾斜部材に取り付けられると共に、前記ボールネジに螺合する雌ネジ体と、
この雌ネジ体の回転の動きを規制する雌ネジ体規制手段と、
前記傾斜部材内に対向壁部を有する空所を備え、前記対向壁部は、前記ボールネジの長手方向に直交する方向に設けた第１の壁部及び第２の壁部とを有し、
前記空所内に位置し、外周が前記第１の壁部に当接、前記第２の壁部に非当接するように前記傾斜部材に棒状部材を介して取り付けられた第１のベアリングと、
前記空所内に位置し、外周が前記第１の壁部に非当接、前記第２の壁部に当接するように前記傾斜部材に前記棒状部材を介して取り付けられた第２のベアリングと、
前記第１のベアリング及び前記第２のベアリングの前記傾斜部材への取り付は、前記棒状部材の外周に前記第１のベアリングの内輪、前記第２のベアリングの内輪をそれぞれ当接し、前記棒状部材の先端を前記傾斜部材にネジ止めしたものである
ことを特徴とする傾斜ステージ。
曲面案内部は、曲面案内溝であり
傾斜部材の前記曲面案内溝に対向する部位は、対向曲面案内溝であり、
この対向曲面案内溝と前記曲面案内溝との間に位置し、前記対向曲面案内溝が前記曲面案内溝に沿って移動する動きを許容し、前記対向曲面案内溝が前記曲面案内溝から離脱するのを規制する規制部材と、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の傾斜ステージ。