JPH03121339A - 精密位置決め装置 - 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、例えば２木の光ファイバの光軸を合わせるた
めに用いられる精密位置決め装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、光通信の分野において２本の光ファイバの光軸を
合わせるための必要が生じており、このような場合に用
いるための精密位置決め装置が開発されている。この精
密位置決め装置は前記の光通信の分野のみではなく、さ
らに光学機器、半導体、超精密加工等の様々な分野に用
いられるようになっている。このような様々な分野での
要請に応じて、精密位置決め装置は分解能、位置決め精
度、再現性等の特性の点でさらに高い性能が要求される
ようになっている。そこで、このような要求に応じた精
密位置決め装置として、例えば第７図に示すようなもの
か提案されている（特開昭６３−１０６４５７号公報参
照）。

第７図において、板ばね１０１は基準プラットフォーム
１０２と、この基準プラットフォーム１０２に対して可
動可能な可動プラットフォーム１０３とからなっている
。可動プラットフォーム１０３は中央にステージ可動部
１０３ａと、周縁に可動部１０３ｂとを有している。板
ばね１０１に対してアーム１０４が垂直に配設されると
ともに、このアーム１０４は可動部１０３ｂに連結され
ており、またアーム１０４にはドライブシュー１０５と
ガイドシュー１０６とが一体的に取り付けられている。

ドライブシュー１０５のねじ部は、アーム１０４に遊挿
されている送りねじシャフト１０７と螺合し、この送り
ねじシャフト１０７はギアホイール１０８、ギアビニオ
ン１０９等の減速輪列を介してノブ１１０と連結してい
る。

アーム１０４はアンチローテーションパー１１１ａ、１
ｌｌｂによって押圧されており、このためアーム１０４
に一体内収り付けられているドライブシュー１０５およ
びガイドシュー１０６は、アーム１０４に対して４５°
のガイド面を有するハーフＶガイドバー１１２に押圧さ
れ、さらに送りねじシャフト１０７にも押圧されている
。

ノブ１１０を回すと送りねじシャフト１０７は回転され
、ドライブシュー１０５を介してアーム１０４は送りね
じシャフト１０７の軸線方向へ活動され、可動部１０３
ｂは矢印Ａ方向へ移動される。可動部１０３ｂが移動さ
れると、板ばね１０１はてこの原理による移動ｉｓ小機
栢を有しているので、この機構によってステージ可動部
１０３ａを０４０１μｍの分解能をもって、同じ矢印Ａ
方向へ移動させている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の精密位置決め装置にお
いては、送りねじシャフト１０７のねじ部１０７ａはこ
の円筒状のシャフトに別工程でねじ研削加工を施して形
成しているので、ねじ部１０７ａの中心はシャフトの中
心から１可心してしよっていた。このようにねじ部１０
７ａが送りねじシャフト１０７に面心して形成されると
、第８図に示すようにこのねじ部１０７ａと螺合するド
ライブシュー１０５は送りねじシャフト１０７の回転に
伴って移動する。

ところで、第７図に示すようにガイドシュー１０６はハ
ーフＶガイド１１２に当接、固定されている。このため
、アーム１０４はガイドシュー１０６を中心に全体とし
て矢印Ｂ方向へ揺動されることになる。アーム１０４が
矢印Ｂ方向へ揺動すると、アーム１０４によって矢印入
方向へ移動される可動部１０３ｂは、その移動において
送りねじシャフト１０７の１回転ごとに進み遅れを生じ
たりすることになる。したがって、ノブ１１０の回転量
に対して可動部１０３ｂは矢印Ａ方向へ直線的に比例（
リニアリティ）して移動されなくなり、ひいてはステー
ジ可動部１０３ａが正確かつ精密に可動されなくなる。

その結果、この装置を光通信の分野において用いて、２
本の光ファイバの光軸を正確かつ精密に合わせようとし
ても合わせられなくなるという問題点があった。

一方、ノブ１１０を回すと送りねじシャフト１０７は回
転され、アーム１０４はドライブシュー１０５を介して
送りねじシャフト１０７の軸線方向へ活動されるが、こ
のアーム１０４の前記軸線方向への活動はドライブシュ
ー１０５およびガイドシュー１０６をハーフＶガイド１
１２のガイド面１１２ａに当接させてカイトさせている
。

そこで、アーム１０４の活動はハーフＶガイド１１２の
ガイド面１１２ａの真直度に影響を受けることになる。

ところで、この装置にあっては０．０１μｍの分解能を
要求されるので、この高精度の分解能に応じた真直度を
カイト面１１２ａに持たせるようにしなければならない
が、この真直度に応じてカイト面１１２ａを加工するの
は容易ではない、このため、このカイト面１１２ａは高
精度の分解能に応じた高い真直度か得られない場合が多
く、このようなハーフＶガイド１１２を用いた場合にあ
っては、このガイド面１１２ａにドライブシュー１０５
およびガイドシュー１０６を介して活動されるアーム１
０４は、このガイド面１１２ａによっても揺動してしま
うことになる。

したがって、ガイド面１１２ａが高い真直度を得られな
い場合にも、前記同様に可動部１０３ｂはアーム１０４
の影響を受けて矢印Ａ方向へ直線的に比例して移動され
なくなり、ひいてはステージ可動部１０３ａが正確かつ
精密に可動されなくなる。その結果、前記理由とのその
相乗効果により２本の光ファイバの光軸を正確かつ精密
に合わせるのはまずます困難となってくる。

〔課題を解決するための手段〕

このような課題を解決するために、本発明にあっては、
可動部を所定方向へ移動させるアームと、このアームに
一体的に取り付けられたドライブシューおよび前記アー
ムの活動をガイドするためのカイトシューと、前記ドラ
イブシューのねじ部と螺合し前記アームを活動させると
ともにこのアームに並設された送りねじシャフトとを価
えた精密位置決め装置において、前記アームに対して略
垂直であって、前記送りねじシャフトの軸心線を通過す
る面上に前記ドライブシューの中心を位置させるように
した構成とするものである。

〔作　用〕

送りねじシャフトのねじ部は前記したように円筒状のシ
ャフトに別工程でねじ研削加工を施して形成しているの
で、どうしてもこのねじ部の中心はシャフトの中心から
偏心してしまうことになる。

このため、送りねじシャフトのねじ部と螺合するドライ
ブシューは、送りねじシャフトの回転に（’Ｖって揺動
される。ドライブシューか揺動されると、アームは同じ
方向へ揺動される。しかし、アームの揺動する方向は従
来における方向とは異なる方向であるので、この方向へ
アームか揺動しても可動部は移動方向に影響を受けるこ
とがない。

次に、従来のハーフＶカイトが不要となるので、この高
い真直疫を得られないガイド面によってアームは揺動し
てしまうようなことはなくなる。

加えて、部品点数が少くなくなるとともに、ガイド面に
精密加工を施す工程も省略できる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。第１図ないし
第６図は本発明に係る精密位置決め装置の一実施例を示
す図である。

第１図において、符号１は板ばねであり、この板ばね１
は基準プラットフォーム２と、この基準プラットフォー
ム２に弾性ストリップ３を介して連結され、これに対し
て可動な可動プラットフォーム４とからなっている。可
動プラットフォーム４は中央にステージ可動部４ａと、
周縁に可動部４ｂとを有している。可動部４ｂを図中矢
印Ａ方向へ移動させると、板ばね１がてこの原理による
移動Ｍ縮小機構を有しているので、ステージ可動部４ａ
は０，０１μｍの分解能をもって同じ矢印Ａ方向へ移動
される。

板はね１に対してアーム５が垂直に配設されているとと
もに、このアーム５は第２図にも示すように可動部４ｂ
に連結され、またアーム５にはアーム５の支持部材６を
介してドライブシュー７とガイドシュー８が一体的に取
り付けられている。

ドライブシュー７は第３図に示すようにねじ部７ａが形
成され、一方ガイドシュー８は第５図に示すように全周
が円筒状となっている。

ドライブシュー７のねじ部７ａはアーム５に並設され、
支持部材６を遊嵌する送りねじシャフト９のねじ部９ａ
と螺合しているか、このドライブシュー７は第６図に示
すようにアーム５に対して略垂直であって、送りねじシ
ャフト９の軸心線Ｐを通過する面Ｑ上にその中心７ｂか
位置している。

アーム５に支持部材６を介して収り付けられているガイ
ドシュー８は、送りねじシャフト９の周壁面９ｂと当接
している。また、アーム５の支持部材６には送りねじシ
ャフト９が遊嵌されているが、第４図に示すようにこの
支持部材６内には送りねじシャフト９の周壁面９ｂと接
触可能な接触面６ａが形成されるとともに、付勢１段と
しての押圧バッド２１と托縮スプリング２２か収装され
、圧縮スプリング２２の付勢力によって送りねじシャフ
ト９の周壁面９ｂに接触面６ａは当接している。このた
め、アーム５はガイドシュー８を介してのみならず接触
面６ａによっても送りねじシャフト９の周壁面９ｂに当
接、接触するので、この周壁面９ｂに沿って確実にガイ
ドされて活動する。

一方、アーム５に支持部材６を介して取り（＝１けられ
ているガイドシュー８は、送りねじシャフト９の周壁面
９ｂに当接しているので、アーム５の活動は周壁面９ｂ
にガイドされ、従来のようにハーフｖガイドのガイド面
によってアーム５が揺動したりすることはない、またア
ーム５は第４図に示すように、フレームブロック１１に
取り付けられたアンチローテーションパー１２ａ、１２
ｂによって、肪縮スプリング１３を介して図中左方向へ
押Ｆ■ニされている。このなめドライブシュー７とガイ
ドシュー８は送りねじシャフト９に押圧され、ねじ部７
ａ、９ａのバックラッシをなくすようにしている。押圧
される送りねじシャフト９は第１図に示すように、アン
チローテーションパー１２ａ、１２ｂの反対側に一対の
■溝型すベリ軸受２３ａ、２３ｂによって前記押圧力に
抗するように支持されている。

第１図に示すように送りねじシャフト９にはギアホイー
ル１３が固着され、ギアホイール１３には駆動軸１４に
固着されたギアビニオン１５が噛み合い、駆動軸１４に
はノブ１６とエンコーダ１７が固着されている。ノブ１
６に加えられた回転力は、ギアピニオン１５やギアホイ
ール１３等の減速輸列を介して、送りねじシャフト９に
減速されて伝達される。送りねじシャフト９の端面はア
キシャルスプリング１８によって軸受　１９へ押圧され
、送りねじシャフト９のアキシャル方向のバックラッシ
をなくすようにしている。なお、ノブ１６の代わりにモ
ータにより送りねじシャフト９が駆動されることもある
。

ところで、送りねじシャフト９のねじ部９ａは前記した
ように円筒状、のシャフトに別工程でねじ研削加工を施
して形成し゛ているので、どうしてもこのねじ部９ａの
中心はシャフトの中心から向心してしまうことになる。

このなめ、送りねじシャフト９のねじ部９ａと螺合する
ドライブシュー７は、第３図に示すように送りねじシャ
フト９の回転にｉＹって矢印方向に揺動する。ドライブ
シュー７が前記矢印方向に押圧されると、アーム５は斤
縮スプリング１３の付勢力に抗して同じ矢印方向へ移動
する。

ここで可動部４ｂがその移動において送りねじシャフト
９の１回転ごとに進み遅れを生じたりするのは、第１図
において矢印Ａ方向の移動方向に加わる揺動に起因する
ものである。すなわち、アーム５に従来の第８図に示す
ようなＳｙの方向に揺動の成分が作用すると、可動部４
ｂは進んだりＩれたりして影響を受ける。しかし、本発
明にあってはアーム５に作用する揺動は従来の第８図に
おけるＳｘの方向であるので、この方向へアーム５が移
動しても可動部４ｂは矢印Ａ方向の移動には影響を受け
ず、さらに０．０１μｍの分解能で可動するステージ可
動部４ａも影響を受けることはない。

次に、従来のハーフＶガイドが不要となるので、この高
い真直度を得られないガイド面によってアーム５は揺動
してしまうようなことはなくなる。

加えて、部品点数が少くなくなるとともに、ガイド面に
精密加工を施す工程も省略できる。したがって、ノブ１
６の回転量に対して可動部４ｂは矢印へ方向へ直線的に
比例して（リニアリティ）移動され、ステージ可動部４
ａが正確かつ精密に可動されることになる。その結果、
例えばこの装置を光通信分野において用いると、２本の
光ファイバの光軸は正確かつ精密に合わせることができ
る。

なお、ドライブシュー７はアーム５に対して略垂直であ
って、送りねじシャフト９の軸心線Ｐを通過する面Ｑ上
にその中心７ｂを位置させたか、アーム５に作用する揺
動は従来における略Ｓｘの方向であれば相応の効果が得
られるので、前記の位置関係は厳密なものでなくともよ
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、アームに対して垂
直であって、前記送りねじシャフトの軸心線を通過する
面上に前記ドライブシューの中心を位置させるようにし
なので、送りねじシャフトの回転によって押圧されるア
ームは、可動部の所定の方向の移動にはほとんど影響を
与えない。また、このアームの揺動は従来のようにハー
フ■カイトのガイド面の真直度によって影響を受けるこ
とがない、このなめ、アームによ−）で可動部はその移
動が送りねじシャフトの１回転ごとに進み遅れを生じた
りすることかない、したかつて、可動部は所定方向へ直
線的に比例して移動され（リニアリティが向上し）、ス
テージ可動部が正確かつ精密に可動される。その結果、
例えばこの装置を光通信分野において用いると、２本の
光ファイバの光軸を正確かつ精密に合わせることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明に係る精密位置決め装置の
一実施例を示す図であり、第１図はこの装置の全体斜視
図、第２図はこのアームの側面図、第３図、第４図、第
５図はそれぞれ第２図における■−■線断面図、■−Ｉ
Ｖ線断面図、Ｖ−Ｖ線断面図、第６図は送りねじシャフ
トに対するドライブシューの位置関係を示した図である
。第７図および第８図は従来の精密位置決め装置を示す
図であり、第７図はこの装置を示す全体斜視図、第８図
はドライブシューにかかる変位を示した図である。 １・・・・・・板バネ　　２・・・・・・基準プラット
フォーム３・・・・・・弾性ストリップ ４・・・・・・可動プラットフォーム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可動部を所定方向へ移動させるアームと、このアームに
   一体的に取り付けられたドライブシューおよび前記アー
   ムの活動をガイドするためのガイドシューと、前記ドラ
   イブシューのねじ部と螺合し前記アームを活動させると
   ともにこのアームに並設された送りねじシャフトとを備
   えた精密位置決め装置において、前記アームに対して略
   垂直であって、前記送りねじシャフトの軸心線を通過す
   る面上に前記ドライブシューの中心を位置させるように
   したことを特徴とする精密位置決め装置。