JP3144575U - ２軸平面移動ステージ - Google Patents

Abstract

【課題】互いに直交する方向に移動可能な直進ステージを立体的に交差することのない、２軸平面移動ステージを提供する。
【解決手段】基板１上に対向して配設された第１、第２のＹ軸ガイド３、４と、Ｙ軸ガイド３、４に沿いＹ−Ｙ’軸方向に移動する対向せる第１、第２のＹ軸スライダ１０、１１と、Ｙ軸スライダ１０、１１にそれぞれ固着された対向せる第１、第２のＸ軸ガイド１２、１３と、Ｘ軸ガイド１２、１３に沿いＸ−Ｘ’軸方向に移動するＸ軸スライダ２０と、このＸ軸スライダ２０のＹ−Ｙ’軸方向とＸ−Ｘ’軸方向への移動手段を備える。
【選択図】図１

Description

本考案は、精密測定器、光学実験装置、顕微鏡ステージ部等に適用し、検査対象物や加工物等のワークを載置または固定するＸ軸スライダの精密な位置決めをする２軸平面移動ステージに関する。

従来、この種技術としては、特許文献１に開示のＸ・Ｙステージが提案されている。

即ち、特許文献１には、固定ベースと、固定ベースに対してＸ方向に移動可能なＸ軸ベースと、Ｘ軸ベースに対してＹ方向に移動可能なＹ軸ベースとよりなり、固定ベースに対してＸ軸ベースをＸ方向に移動させるＸ軸ベース駆動手段のＸ軸ベース駆動軸をＸ軸ベースに備え、Ｙ軸ベースをＹ方向に移動させるＹ軸ベース駆動手段のＹ軸ベース駆動筒をＸ軸ベース駆動軸に嵌挿し、Ｙ軸ベース駆動筒のＸ軸ベースに対するＸ方向移動をＹ軸ベースのＹ方向移動に変換させるＸ・Ｙ移動方向変換手段を備え、Ｘ軸駆動軸によってＸ軸ベースを固定ベースに対してＸ方向に移動させることにより、Ｙ軸ベースは固定ベースに対してＸ方向に移動し、Ｙ軸ベース駆動筒をＸ軸ベースに対してＸ方向に移動させることにより、Ｘ・Ｙ移動方向変換手段によってＹ軸ベースはＸ軸ベースに対してＹ方向に移動させることができるＸ・Ｙステージが開示されている。

しかしながら、この特許文献１に開示のものは、固定ベース上にＸ軸ベースが設けられ、このＸ軸ベース上にＹ軸ベースに設けられて、Ｘ軸ベースとＹ軸ベースは上下二段にして組み立てられているため、ステージ全体の高さが２倍と高くなって、大型化となり、取り付けスペースを広く必要とするという問題があった。
特開平７−２１４４３８号公報

本考案が解決しようとする問題点は、Ｘ・Ｙステージにおいて、固定ベース上に、Ｘ軸ベースとＹ軸ベースが上下二段に組み立てられることによりステージ全体の高さが２倍の高さとなって、取り付けスペースを広く必要とするという点である。

従って、本考案の目的は、互いに直交する方向に移動可能な直進ステージを立体的に交差させることなく、同一平面上で移動可能とすることによって、ステージ全体の高さが低くなって小型化され、取り付けスペースが従来に比して狭くてよい２軸平面移動ステージを提供することにある。

この目的のため、本考案の請求項1に記載の２軸平面移動ステージは、被検物が取り付けられるＸ軸スライダ２０が同一平面上においてＸ−Ｘ’軸及びＹ−Ｙ’軸方向に直進移動できる構成を特徴とする２軸平面移動ステージであって、
基板１と、
該基板１上に相対向して配設された第１、第２のＹ軸ガイド３、４と、
これらＹ軸ガイド３、４に沿いＹ−Ｙ’軸方向に移動する相対向せる第１、第２のＹ軸スライダ１０、１１と、
該Ｙ軸スライダ１０、１１にそれぞれ固着された相対向せる第１、第２のＸ軸ガイド１２、１３と、
該Ｘ軸ガイド１２、１３に沿いＸ−Ｘ’軸方向に移動する前記Ｘ軸スライダ２０と、
前記Ｙ−Ｙ’軸方向とＸ−Ｘ’軸方向への移動手段
を備え、
前記Ｘ−Ｘ’軸方向への移動手段により、前記Ｘ軸スライダ２０がＸ−Ｘ’軸方向に移動し、
前記Ｙ−Ｙ’軸方向への移動手段により、前記第１、第２のＹ軸スライダ１０、１１と一体化された前記第１、第２のＸ軸ガイド１２、１３と共に前記Ｘ軸スライダ２０がＹ−Ｙ’軸方向に移動するように構成されたことを特徴とするものである。

請求項２に記載の２軸平面移動ステージは、前記第１、第２のＸ軸ガイド１２、１３と前記Ｘ軸スライダ２０、前記第１、第２のＹ軸ガイド３、４と前記第１、第２のＹ軸スライダ１０、１１は、それぞれのＸ・Ｙ軸ガイド１２、１３、３、４のスライド溝部１８、１９、５、６にそれぞれの軸スライダの突起部２３、２４、８、９が係合して移動するようになっている構成を特徴とするものである。

請求項３に記載の２軸平面移動ステージは、前記Ｘ−Ｘ’軸方向と前記Ｙ−Ｙ’軸方向への移動手段が、押しネジ２６、２８によるネジ運動であることを特徴とするものである。

請求項４に記載の２軸平面移動ステージは、前記Ｘ軸スライダ２０のＸ−Ｘ’軸及びＹ−Ｙ’軸の移動方向に、この移動の際の運動エネルギーを吸収するための反発バネ３０、３１が配設されていることを特徴とするものである。

請求項1に記載の考案によれば、互いに直交する方向に移動可能な直進ステージを立体的に交差させることなく、同一平面上で移動可能となっているから、従来に比して、ステージ全体の高さが低くなって小型化され、取り付けスペースが狭くてよいという効果を奏する。

また、Ｘ−Ｘ’軸とＹ−Ｙ’軸の２軸が同一平面上に配置されたことにより、装置の動作距離が短くできる利点が生まれ、その他の部分の操作性が良くなるという効果を奏する。

請求項２〜４に記載の考案によれば、Ｘ軸スライダは、その移動軸方向の対向する両端突起部が第１、第２のＸ軸ガイドのスライド溝部と係合してスライド移動し、かつその際の運動エネルギーは一対の反発バネにより吸収され、また、同様に、第１、第２のＸ軸ガイドと一体的に固着された第１、第２のＹ軸スライダは、それぞれの外側突起部が第１、第２のＹ軸ガイドのスライド溝部と係合してスライド移動し、かつその際の運動エネルギーは一対の反発バネにより吸収されるものであるから、Ｘ軸スライダのＸ−Ｘ’軸方向、Ｙ−Ｙ’軸方向への移動はガタつくことなく、安定的にして、かつ円滑・精細に行われる。

以下、本考案を実施するための最良の形態について、図面を参照し、その作用と共に説明する。

図１は、本考案に係る２軸平面移動ステージの一例での斜視図、図２は、平面図、図３は、図２の３−３線に沿った一部拡大断面図、図４は、図２の４−４線に沿った一部拡大断面図、図５は、図２の５−５線に沿った一部拡大断面図である。

これら図において、本２軸平面移動ステージは、被検物が取り付けられるＸ軸スライダが同一平面上においてＸ−Ｘ’軸及びＹ−Ｙ’軸方向に直進移動できる構成を特徴とするものであって、固定ベースである基板と、該基板上に相対向して配設されたＹ軸ガイドと、これらＹ軸ガイドに沿いＹ−Ｙ’軸方向に移動する相対向せるＹ軸スライダと、該Ｙ軸スライダにそれぞれ固着された相対向せるＸ軸ガイドと、該Ｘ軸ガイドに沿いＸ−Ｘ’軸方向に移動するＸ軸スライダと、前記Ｘ−Ｘ’軸方向とＹ−Ｙ’方向への移動手段を備えている。

基板１は、精密測定器、光学実験装置、顕微鏡ステージ部等の適用機器に載置、または四隅部の取付穴２を介して固定されるものであって、好ましくは、略方形状を呈している。

基板１上の相対向する一方の端縁には、第１のＹ軸ガイド３と第２のＹ軸ガイド４がネジ着固定されている。

第１のＹ軸ガイド３は、その内側面にＹ−Ｙ’軸方向に抜けた断面略Ｖ字状のスライド溝部５が形成され、第２のＹ軸ガイド４は、そのスライド溝部５と対向する内側面に同様のスライド溝部６が形成されるとともに、内外側面の中央部位には貫通した横長穴７が明けられている。

第１、第２のＹ軸ガイド３、４の内側には、それぞれスライド溝部５、６と適合する逆Ｖ字状の突起部８、９が形成された第１のＹ軸スライダ１０と第２のＹ軸スライダ１１が、それぞれの突起部８、９をそれぞれのスライド溝部５、６に係合させ、かつスライド溝部５、６に沿ってＹ−Ｙ’軸方向に移動可能として配設されている。

第１のＹ軸スライダ１０と第２のＹ軸スライダ１１の両端は、第１のＸ軸ガイド１２と第２のＸ軸ガイド１３によりそれぞれ一体的にネジ着固定されて、略方形な枠状部１４が形成されている。

第１、と第２のＸ軸ガイド１２、１３は、それぞれの内側両端に、第１、第２のＹ軸スライダ１０、１１の内側両端に形成のＬ形切欠部１４，１５と適合するＬ形切欠部１６、１７が形成され、対向する側面には、Ｘ−Ｘ’軸方向に抜けた断面略Ｖ字状のスライド溝部１８、１９が形成されている。

そして、第１、第２のＹ軸スライダ１０、１１と第１、第２のＸ軸ガイド１２、１３は、それぞれの両端Ｌ形切欠部１４、１６と両端Ｌ形切欠部１５、１７の組み付けにより、かつ第１、第２のＸ軸ガイド１２、１３の外側よりのネジ着によって一体的に固定されている。

枠状部１４には、Ｘ軸スライダ２０が配設されている。このＸ軸スライダ２０は、方形状であって、その上面中央部には透過観察用の貫通穴２１と、四隅部に被検物（図示しない。）を取り付けるための取付ネジ穴２２が設けられるとともに、その第１、第２のＸ軸ガイド１２、１３のスライド溝部１８、１９との対向面には、このスライド溝部１８、１９と適合する逆Ｖ字状の突起部２３、２４が形成されている。

そして、Ｘ軸スライダ２０は、第１、第２のＸ軸ガイド１２、１３のスライド溝部１８、１９に突起部２３、２４を係合させ、かつスライド溝部１８、１９に沿ってＸ−Ｘ’軸方向に移動可能として配設されている。

Ｘ軸スライダ２０をＸ−Ｘ’軸方向に移動させる移動手段は、操作摘み２５付きのＸ軸押しネジ２６の回転によるネジ運動であって、Ｘ軸押しネジ２６は、第２のＹ軸ガイド４の横長穴７を通して第２のＹ軸スライダ１１のネジ穴と螺合し、操作摘み２５の回転操作によってＸ軸押しネジ２６が一方向に回転せられると、Ｘ軸スライダ２０は押しネジ先端部で押し進められ、Ｘ軸スライダ２０はＸ−Ｘ’軸方向に移動する。

また、Ｘ軸スライダ２０をＹ−Ｙ’軸方向に移動させる移動手段は、操作摘み２７付きのＹ軸押しネジ２８の回転によるネジ運動であって、Ｙ軸押しネジ２８は、基板１上に螺子着固定されたＹ軸ネジ受板２９のネジ穴と螺合し、操作摘み２７の回転操作によってＹ軸押しネジ２８が一方向に回転せられると、Ｘ軸スライダ２０は押しネジ先端部で押し進められて移動するＸ軸ガイド、Ｙ軸スライダと共にＹ−Ｙ’軸方向に移動する。なお、動作の詳細については後述する。

Ｘ軸スライダ２０がＸ−Ｘ’軸方向、Ｙ−Ｙ’軸方向にそれぞれ移動する際に生ずる運動エネルギーを吸収して、Ｘ軸スライダ２０の移動が安定的にして、かつ円滑に行われるようにするため、Ｘ軸スライダのＸ−Ｘ’軸及びＹ−Ｙ’軸の移動方向にそれぞれ２個１組の反発バネ３０、３１が配設されている。

Ｘ軸スライダ２０のＸ−Ｘ’軸方向に設けられた反発バネ３０は、その両端部が第１のＹ軸スライダ１０に明けられた盲穴３２と、Ｘ軸スライダ２０に明けられた盲穴３３に挿入されてバネ受け支持されている。

また、Ｘ軸スライダ２０のＹ−Ｙ’軸方向に設けられた反発バネ３１は、その両端部が基板１上にネジ着固定されたＹ軸バネ当て板３４に明けられた盲穴３５と、第２のＸ軸ガイド１３に明けられた盲穴３６に挿入されてバネ受け支持されている。

次に、動作について説明する。

以上の構成において、Ｘ軸スライダ２０をＸ−Ｘ’軸方向に移動させるには、操作摘み２５の回転操作を介して押しネジ２６が一方向に回転せられると、押しネジ２６の先端部でＸ軸スライダ２０は押し進められる。すると、Ｘ軸スライダ２０は、その両端突起部２３、２４が第１、第２のＸ軸ガイド１２、１３のスライド溝部１８、１９と係合しながら、かつ一対の反発バネ３０、３１の弾力に抗してＸ−Ｘ’軸方向にスライド移動する。

また、Ｘ軸スライダ２０をＹ−Ｙ’軸方向に移動させるには、操作摘み２７の回転操作を介して押しネジ２８が一方向に回転せられると、押しネジ２８の先端部で第1のＸ軸ガイド１２の外接面が押動される。

第１のＸ軸ガイド１２は、Ｘ軸スライダ２０を抱持している第２のＸ軸ガイド１３及び第１、第２のＹ軸スライダ１０、１１と一体的に固着されているから、押しネジ２８の先端部で第１のＸ軸ガイド１２が押動されると、第１、第２のＹ軸スライダ１０、１１の突起部８、９が第１、第２のＹ軸ガイドのスライド溝部５、６と係合しながら、かつ一対の反発バネ３０、３１の弾力に抗してＹ−Ｙ’軸方向にスライド移動し、この移動と一体的にＸ軸スライダ２０は同方向に移動する。

なお、このＸ軸スライダ２０のＹ−Ｙ’軸方向への移動の際、押しネジ２８は、横長穴７の範囲内で移動するため、第２のＹ軸ガイド４と干渉することがない。

本考案に係る２軸平面移動ステージの一例での斜視図である。 平面図である。 図２の３−３線に沿った一部拡大断面である。 図２の４−４線に沿った一部拡大断面図である。 図２の５−５線に沿った一部拡大断面図である。

符号の説明

１ 基板
３ 第１のＹ軸ガイド
４ 第２のＹ軸ガイド
５、６ スライド溝部
７ 横長穴
８、９ 係合突起部
１０ 第１のＹ軸スライダ
１１ 第２のＹ軸スライダ
１２ 第１のＸ軸ガイド
１３ 第２のＸ軸ガイド
１８、１９ スライド溝部
２０ Ｘ軸スライダ
２３、２４ 係合突起部
２６、２８ 押しネジ
３０、３１ 反発バネ

Claims (4)

1. 被検物が取り付けられるＸ軸スライダ（２０）が同一平面上においてＸ−Ｘ’軸及びＹ−Ｙ’軸方向に直進移動できる構成を特徴とする２軸平面移動ステージであって、
   基板（１）と、
   該基板（１）上に相対向して配設された第１、第２のＹ軸ガイド（３）、（４）と、
   これらＹ軸ガイド（３）、（４）に沿いＹ−Ｙ’軸方向に移動する相対向せる第１、第２のＹ軸スライダ（１０）、（１１）と、
   該Ｙ軸スライダ（１０）、（１１）にそれぞれ固着された相対向せる第１、第２のＸ軸ガイド（１２）、（１３）と、
   該Ｘ軸ガイド（１２）、（１３）に沿いＸ−Ｘ’軸方向に移動する前記Ｘ軸スライダ（２０）と、
   前記Ｙ−Ｙ’軸方向とＸ−Ｘ’軸方向への移動手段
   を備え、
   前記Ｘ−Ｘ’軸方向への移動手段により、前記Ｘ軸スライダ（２０）がＸ−Ｘ’軸方向に移動し、
   前記Ｙ−Ｙ’軸方向への移動手段により、前記第１、第２のＹ軸スライダ（１０）、（１１）と一体化された前記第１、第２のＸ軸ガイド（１２）、（１３）と共に前記Ｘ軸スライダ（２０）がＹ−Ｙ’軸方向に移動するよう構成された２軸平面移動ステージ。
2. 前記第１、第２のＸ軸ガイド（１２）、（１３）と前記Ｘ軸スライダ（２０）、前記第１、第２のＹ軸ガイド（３）、（４）と前記第１、第２のＹ軸スライダ（１０）、（１１）は、それぞれのＸ・Ｙ軸ガイド（１２）、（１３）、（３）、（４）のスライド溝部（１８）、（１９）、（５）、（６）にそれぞれの軸スライダの突起部（２３）、（２４）、（８）、（９）が係合して移動するようになっている請求項１の２軸平面移動ステージ。
3. 前記Ｘ−Ｘ’軸方向と前記Ｙ−Ｙ’方向への移動手段が、押しネジ（２６）、（２８）によるネジ運動である請求項１の２軸平面移動ステージ。
4. 前記Ｘ軸スライダ（２０）のＸ−Ｘ’軸及びＹ−Ｙ’軸の移動方向に、この移動の際の運動エネルギーを吸収するための反発バネ（３０）、（３１）が配設されている請求項１の２軸平面移動ステージ。

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