JPH04364351A - 直進移動機構 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、位置決め装置等の微少
変位手段として用いられる直進移動機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来における直進移動機構の一例を図５
及び図６に基づいて説明する。図示しないベース上には
、多数の固定電極１（以下、ステータ電極と呼ぶ）が互
いに平行な状態で直線状に配列されている。これら２列
に配設されたステータ電極１の間には移動体２が配設さ
れている。この移動体２は３つのパンタグラフ型構造体
３を備えており、各パンタグラフ型構造体３には４つの
頂点Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓが形成されている。この場合、パン
タグラフ型構造体３の互いに対向する頂点Ｐ，Ｒには、
前記ステータ電極１に対向配置された可動電極４が設け
られており、また、他の頂点Ｑ，Ｓは別のパンタグラフ
型構造体３との接続部とされている。

【０００３】この場合、図６（ａ）は、パンタグラフ型
構造体３の可動電極４に対向する位置の３個のステータ
電極１に電圧を印加しない時の様子を示すものであり、
この時、可動電極４とステータ電極１とは非接触の状態
にある。また、図６（ｂ）は、ステータ電極１間に±Ｖ
の電圧を印加した時の様子を示すものであり、これによ
りパンタグラフ型構造体３は一方のステータ電極１側に
吸引された形となっている。従って、このようにステー
タ電極１側に電圧を印加したりしなかったりして、パン
タグラフ型構造体３を伸縮させることにより、このパン
タグラフ型構造体３が３個連設された移動体２をステー
タ電極１の配列方向Ｘに移動させることが可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したような直進移
動機構のように、ステータ電極１間に電圧を印加して移
動体２を推進させる場合、電圧を印加するステータ電極
１を知るために移動体２の位置検知機構が必要となり、
また、これにより多くの独立したステータ電極１が必要
とされ配線が難しくなり回路構成が複雑化する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】ベース上に互いに平行な
状態で直線状に固定配置された３組の固定電極を設け、
これら３組の固定電極に対向配置された３組の可動電極
とこれら各組の可動電極間を連設する３つのパンタグラ
フ型構造体とこれらパンタグラフ型構造体間を接続する
梁とによりなる移動体を設け、前記３組の固定電極への
電圧印加の制御を各々独立して行い前記移動体を前記梁
の接続方向に移動させる移動体電圧印加制御手段を設け
た。

【０００６】

【作用】移動体電圧印加制御手段を用いて、３つのパン
タグラフ型構造体に独立に電圧を印加することによって
従来のように位置検知の必要がなく移動体を細かいステ
ップ刻みで移動させることができ、また、各パンタグラ
フ型構造体間を梁により接続し移動方向に長くすること
によって移動の際の長いストロークを簡単な回路配線の
みで得ることができる。

【０００７】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図３に基づいて説
明する。図示しないベース上には、３組の固定電極５ａ
，５ｂ，５ｃが、互いに平行な状態で直線状に固定配置
されている。これら３組の固定電極５ａ，５ｂ，５ｃに
対向した内側の領域には、移動体６が配設されている。 この移動体６には、３つのパンタグラフ型構造体７ａ，
７ｂ，７ｃが設けられている。パンタグラフ型構造体７
ａ，７ｂ，７ｃの前記固定電極５ａ，５ｂ，５ｃ側に位
置する頂点Ｐ，Ｒには、可動電極８ａ，８ｂ，８ｃが連
設されている。各パンタグラフ型構造体７ａ，７ｂ，７
ｃ間は、頂点Ｑ，Ｓにて、長い梁９により接続されてい
る。また、ここでは、３組の固定電極５ａ，５ｂ，５ｃ
への電圧印加の制御を各々独立して行い移動体６を梁９
の接続方向Ｘに移動させる、図示しない移動体電圧印加
制御手段が設けられている。

【０００８】また、図１（ｂ）は、図１（ａ）の構造を
模式的に表わしたものである。この場合、パンタグラフ
型構造体７ａ，７ｂ，７ｃはバネの形状で表わし、これ
らを接続する梁９は線で表わす。また、梁９の接続され
る頂点Ｑ，Ｓは、ここでは、Ｑａ，Ｓａ，Ｑｂ，Ｓｂ，
Ｑｃ，Ｓｃと置き換えるものとする。なお、この詳細な
説明は後述する。

【０００９】このような構成において、まず、移動体６
を構成するパンタグラフ型構造体７ａ，７ｂ，７ｃの基
本的な動作原理を図２及び図３に基づいて述べる。まず
、図２では、パンタグラフ型構造体７ａの両端に取付け
られた可動電極８ａは、２つの固定電極５ａと非接触の
状態で向き合った形となっている。なお、各電極の互い
に向き合っている部分には、図示しない絶縁膜が薄く形
成されている。そして、この状態で、今、図３に示すよ
うに、ベースに固定された両固定電極５ａ間に電圧を印
加すると、パンタグラフ型構造体７ａは固定電極５ａ間
の容量を上げるべく、矢印に示すような方向に変形が生
じる。すなわち、互いに向き合った可動電極８ａは固定
電極５ａ側に引き寄せられて接触すると同時に、頂点Ｑ
，Ｓは共に内側に向かって変形する。このように電圧Ｖ
の印加により、パンタグラフ構造体７ａは、固定電極５
ａすなわちベースに固定され、また、パンタグラフ構造
体７ａの頂点Ｑ，Ｓ間の距離は短くなることが分かる。

【００１０】次に、本装置の構成を模式的に示した図１
（ｂ）の動作原理を、図４（ａ）〜（ｇ）に基づいて説
明する。なお、ここでは、図１（ｂ）の構成を、右方向
に移動させる時の動作状態を示すものである。また、記
号Ｃ（Ｃｌａｍｐ）、Ｕ（Ｕｎｃｌａｍｐ）は、それぞ
れ、固定、非固定の状態を示す。Ｃの状態では、Ｕの状
態に比べて、パンタグラフ型構造体７ａ，７ｂ，７ｃの
頂点間の長さは短くなっている。矢印は、次のステップ
へ移行する時に生じる各頂点の動きを示している。

【００１１】まず、（ａ）の初期状態では、すべてのパ
ンタグラフ型構造体７ａ，７ｂ，７ｃが固定された状態
となっている。そこで、（ｂ）に示すようにパンタグラ
フ型構造体７ａを非固定の状態に設定し、次に（ｃ）に
示すようにパンタグラフ型構造体７ａを非固定の状態に
設定すると、頂点Ｓａは２ステップ右側へ、頂点Ｑａ、
Ｓｂは１ステップずつ右へ移動する。次に（ｄ）に示す
ようにパンタグラフ型構造体７ａを固定した後、（ｅ）
に示すようにパンタグラフ型構造体７ｃを非固定にする
。これにより、固定がパンタグラフ型構造体７ｃからパ
ンタグラフ型構造体７ａに移行し、頂点Ｑｃ、Ｓａが１
ステップずつ左方向に移動する。次に、（ｆ）に示すよ
うにパンタグラフ型構造体７ｂを固定した後、（ｇ）に
示すようにパンタグラフ型構造体７ｃを固定する。これ
により、頂点Ｑｃは右へ２ステップ移動し、頂点Ｓｃ、
Ｑｂは右へそれぞれ１ステップずつ移動する。以上のす
べての過程を経て（ａ）〜（ｇ）に至ると、パンタグラ
フ型構造体７ａ，７ｂ，７ｃは全て固定Ｃという状態で
等しく、かつ、全体が右へ１ステップ移動していること
がわかる。このような一例の動作を繰り返して行うこと
により、右方向へ向かって進んでいくことができる。な
お、このような動作を逆から行わせると、左方向へ進ま
せることができる。

【００１２】上述したように、ベースに固定された固定
電極５ａ，５ｂ，５ｃは３組のみであり、各パンタグラ
フ型構造体７ａ，７ｂ，７ｃに独立して電圧を印加する
ことによって、移動体６をベースに対して右又は左方向
へ細かいステップで移動させることが可能となり、しか
も、これにより従来のように複雑な配線や位置検出を必
要とすることがなくなる。また、各パンタグラフ型構造
体７ａ，７ｂ，７ｃ間を接続する梁９を長く設定するこ
とにより、長いストロークを簡単な配線のみで得ること
が可能となる。

【００１３】

【発明の効果】ベース上に互いに平行な状態で直線状に
固定配置された３組の固定電極を設け、これら３組の固
定電極に対向配置された３組の可動電極とこれら各組の
可動電極間を連設する３つのパンタグラフ型構造体とこ
れらパンタグラフ型構造体間を接続する梁とによりなる
移動体を設け、前記３組の固定電極への電圧印加の制御
を各々独立して行い前記移動体を前記梁の接続方向に移
動させる移動体電圧印加制御手段を設けたので、その移
動体電圧印加制御手段を用いて、３つのパンタグラフ型
構造体に独立に電圧を印加することによって従来のよう
に位置検知の必要がなく移動体を細かいステップ刻みで
移動させることができ、また、各パンタグラフ型構造体
間を梁により接続し移動方向に長くすることによって移
動の際の長いストロークを簡単な回路配線のみで得るこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、（ａ）は本装
置の全体構成を示す平面図、（ｂ）はその構成の模式図
である。

【図２】パンタグラフ構造体に電圧を印加する前の様子
を示す平面図である。

【図３】パンタグラフ構造体に電圧を印加した後の様子
を示す平面図である。

【図４】移動体の動作原理を示す動作説明図である。

【図５】従来の直進移動機構の様子を示す平面図である
。

【図６】従来のパンタグラフ型構造体に電圧を印加する
前後の様子を示す動作説明図である。

【符号の説明】

５ａ，５ｂ，５ｃ　　　　　　固定電極６　　　　　　
移動体 ７ａ，７ｂ，７ｃ　　　　　　パンタグラフ構造体８ａ
，８ｂ，８ｃ　　　　　　可動電極９　　　　　　梁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ベース上に互いに平行な状態で直線状
   に固定配置された３組の固定電極を設け、これら３組の
   固定電極に対向配置された３組の可動電極とこれら各組
   の可動電極間を連設する３つのパンタグラフ型構造体と
   これらパンタグラフ型構造体間を接続する梁とによりな
   る移動体を設け、前記３組の固定電極への電圧印加の制
   御を各々独立して行い前記移動体を前記梁の接続方向に
   移動させる移動体電圧印加制御手段を設けたことを特徴
   とする直進移動機構。