JPH048169B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH048169B2 JPH048169B2 JP58238276A JP23827683A JPH048169B2 JP H048169 B2 JPH048169 B2 JP H048169B2 JP 58238276 A JP58238276 A JP 58238276A JP 23827683 A JP23827683 A JP 23827683A JP H048169 B2 JPH048169 B2 JP H048169B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base
- ring
- piezoelectric element
- piezoelectric elements
- recess
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
- B23Q1/34—Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
＜発明の技術分野＞
本発明は露光装置のマスク、ウエハー位置合せ
機構、精密加工機および測定機、半導体製造装置
等に適用する微小回転装置に関する。 ＜発明の背景＞ 従来、ワークテーブルを微小回転させる機構と
して、通常、パルスモータの回転をウオームギ
ヤ、送りネジ等を介してテーブルに伝達するもの
が使用されている。しかし、斯る構造のものは、
ギヤおよびネジのバツクラツシユ或いはパルスモ
ータの回転分解能等によつて、テーブルの回転精
度、分解能を高めることは難しく、１〜２秒の精
度が限界である。しかも、機構が複雑且つ外形が
大型化し、特に、回転部の重量が増して応答速度
が遅い等、幾多の問題があつた。 本発明は、ピエゾ素子等の圧電素子の伸縮を微
小回転の駆動源に利用することにより、従来の諸
問題を一挙に解消し、応答速度の迅速化および回
転精度、分解能を向上し得る新規な微小回転装置
を提供するものである。 ＜実施例の説明＞ 本発明の微小回転装置は、ベース１の上面に平
面形状が円形をなす任意深さの凹部１１を凹設
し、該凹部１１に対し、ピエゾ素子の如く電圧印
加によつて伸縮する圧電素子を組込み駆動源とし
た回転駆動機構２を配備したものである。上記駆
動機構２は、凹部１１内へ上下に積層した一対の
弾性リング２ａ，２ｂを嵌装して構成される。各
弾性リング２ａ，２ｂは、それぞれ、周長さの中
間部に蝶動可能な薄肉部２１を設けて両端面２
２，２３を対向させた略馬蹄形をなすリング基材
２０を形成し、前記両端面２２，２３間へ圧電素
子２４ａ，２４ｂを組込み一体化したもので、弾
性リング２４ａ，２４ｂは、常時は凹部１１内に
遊嵌状を呈し、電圧印加による圧電素子２４ａ，
２４ｂの伸長により外径を拡大して凹部１１内面
に圧接固定する。各弾性リング２ａ，２ｂの内周
面には、薄肉部と圧電素子とを結ぶ横仮想線ｘの
上部および下部に、それぞれ上、下リング２ａ，
２ｂから突出して互いに対向する支持片２５ａ，
２５ｂ，２５ａ，２５ｂを対称的に設け、上部リ
ング２ａの両支持片２５ａ，２５ａに夫々回転駆
動用圧電素子２６ａ，２６ｂを取付けて先端面を
下部リング２ｂの両支持片２５ｂ，２５ｂに磁気
吸着のカツプリング２７，２７を介して面すべり
自在に結合しており、各圧電素子２６ａ，２６ｂ
は、常時は収縮しており、電圧印加により伸長し
たとき、夫々支持片２５ｂ，２５ｂを押圧するも
のである。 尚、図面には示していないが、実施に際して
は、ベース１の凹部１１内面に圧力空気軸受その
他の軸受を構成し、リング間の潤滑性を向上する
ことは勿論である。 然して、回転動作に際し、初期状態では、両圧
電素子２４ａ，２４ｂに電圧を印加して伸長さ
せ、上下弾性リング２ａ，２ｂを凹部１１内面に
圧接させ、ベース１に固定する。このとき、回転
用圧電素子２６ａ，２６ｂは収縮状態に保つ。微
小回転に際しては、先ず上部弾性リング２ａの圧
電素子２４ａを収縮させてベース１との間の圧接
を解除した後、回転用圧電素子２６ａ，２６ｂを
伸長させるとき、圧電素子２６ａ，２６ｂは支持
片２５ｂ，２５ｂを介して下部弾性リング２ｂを
圧電素子の伸長分だけ押圧し、下部弾性リング２
ｂはベース１に固定し、上部弾性リング２ａはフ
リー状態のため、該弾性リング２ａは反時計方向
に微小回転する。次いで、上部弾性リング２ａを
ベース１に固定し、逆に下部弾性リング２ｂの固
定を解消した後、回転用圧電素子２６ａ，２６ｂ
を収縮させることにより下部弾性リング２ｂは上
部リング２ａと同方向に微小回転し、次いで、下
部弾性リング２ｂをベース１に固定する。以上の
一連のシーケンスを表に示すと次のとおりにな
る。
機構、精密加工機および測定機、半導体製造装置
等に適用する微小回転装置に関する。 ＜発明の背景＞ 従来、ワークテーブルを微小回転させる機構と
して、通常、パルスモータの回転をウオームギ
ヤ、送りネジ等を介してテーブルに伝達するもの
が使用されている。しかし、斯る構造のものは、
ギヤおよびネジのバツクラツシユ或いはパルスモ
ータの回転分解能等によつて、テーブルの回転精
度、分解能を高めることは難しく、１〜２秒の精
度が限界である。しかも、機構が複雑且つ外形が
大型化し、特に、回転部の重量が増して応答速度
が遅い等、幾多の問題があつた。 本発明は、ピエゾ素子等の圧電素子の伸縮を微
小回転の駆動源に利用することにより、従来の諸
問題を一挙に解消し、応答速度の迅速化および回
転精度、分解能を向上し得る新規な微小回転装置
を提供するものである。 ＜実施例の説明＞ 本発明の微小回転装置は、ベース１の上面に平
面形状が円形をなす任意深さの凹部１１を凹設
し、該凹部１１に対し、ピエゾ素子の如く電圧印
加によつて伸縮する圧電素子を組込み駆動源とし
た回転駆動機構２を配備したものである。上記駆
動機構２は、凹部１１内へ上下に積層した一対の
弾性リング２ａ，２ｂを嵌装して構成される。各
弾性リング２ａ，２ｂは、それぞれ、周長さの中
間部に蝶動可能な薄肉部２１を設けて両端面２
２，２３を対向させた略馬蹄形をなすリング基材
２０を形成し、前記両端面２２，２３間へ圧電素
子２４ａ，２４ｂを組込み一体化したもので、弾
性リング２４ａ，２４ｂは、常時は凹部１１内に
遊嵌状を呈し、電圧印加による圧電素子２４ａ，
２４ｂの伸長により外径を拡大して凹部１１内面
に圧接固定する。各弾性リング２ａ，２ｂの内周
面には、薄肉部と圧電素子とを結ぶ横仮想線ｘの
上部および下部に、それぞれ上、下リング２ａ，
２ｂから突出して互いに対向する支持片２５ａ，
２５ｂ，２５ａ，２５ｂを対称的に設け、上部リ
ング２ａの両支持片２５ａ，２５ａに夫々回転駆
動用圧電素子２６ａ，２６ｂを取付けて先端面を
下部リング２ｂの両支持片２５ｂ，２５ｂに磁気
吸着のカツプリング２７，２７を介して面すべり
自在に結合しており、各圧電素子２６ａ，２６ｂ
は、常時は収縮しており、電圧印加により伸長し
たとき、夫々支持片２５ｂ，２５ｂを押圧するも
のである。 尚、図面には示していないが、実施に際して
は、ベース１の凹部１１内面に圧力空気軸受その
他の軸受を構成し、リング間の潤滑性を向上する
ことは勿論である。 然して、回転動作に際し、初期状態では、両圧
電素子２４ａ，２４ｂに電圧を印加して伸長さ
せ、上下弾性リング２ａ，２ｂを凹部１１内面に
圧接させ、ベース１に固定する。このとき、回転
用圧電素子２６ａ，２６ｂは収縮状態に保つ。微
小回転に際しては、先ず上部弾性リング２ａの圧
電素子２４ａを収縮させてベース１との間の圧接
を解除した後、回転用圧電素子２６ａ，２６ｂを
伸長させるとき、圧電素子２６ａ，２６ｂは支持
片２５ｂ，２５ｂを介して下部弾性リング２ｂを
圧電素子の伸長分だけ押圧し、下部弾性リング２
ｂはベース１に固定し、上部弾性リング２ａはフ
リー状態のため、該弾性リング２ａは反時計方向
に微小回転する。次いで、上部弾性リング２ａを
ベース１に固定し、逆に下部弾性リング２ｂの固
定を解消した後、回転用圧電素子２６ａ，２６ｂ
を収縮させることにより下部弾性リング２ｂは上
部リング２ａと同方向に微小回転し、次いで、下
部弾性リング２ｂをベース１に固定する。以上の
一連のシーケンスを表に示すと次のとおりにな
る。
【表】
【表】
但し ＋…圧電素子を伸張させる
−…圧電素子を収縮させる
次に時計方向に微小回転させるステツプを示す
と、次のようになる。
−…圧電素子を収縮させる
次に時計方向に微小回転させるステツプを示す
と、次のようになる。
【表】
以上の正、逆方向への微小回転動作により、任
意の回転角度に精密に位置決めできる。 ＜発明の効果＞ 本発明ほ上記の如く、ベースに形成した円形凹
部内へ上下に積層した弾性リングを配備し、各弾
性リングに、それぞれベースに固定乃至固定解除
する圧電素子を組込み、且つ両リング間に互いに
リングを周方向に押圧する回転用圧電素子を介装
し、上記各圧電素子の伸縮動作を制御することに
よつて、微小回転を行なうようにしたから、従来
装置に比較して装置の小型化、応答速度の高速
化、回転精度および分解能を一段と向上できる
等、構成簡易にして発明目的を達成した効果を有
す。
意の回転角度に精密に位置決めできる。 ＜発明の効果＞ 本発明ほ上記の如く、ベースに形成した円形凹
部内へ上下に積層した弾性リングを配備し、各弾
性リングに、それぞれベースに固定乃至固定解除
する圧電素子を組込み、且つ両リング間に互いに
リングを周方向に押圧する回転用圧電素子を介装
し、上記各圧電素子の伸縮動作を制御することに
よつて、微小回転を行なうようにしたから、従来
装置に比較して装置の小型化、応答速度の高速
化、回転精度および分解能を一段と向上できる
等、構成簡易にして発明目的を達成した効果を有
す。
第１図は一実施例を示す平面図、第２図は第１
図Ａ−Ａ線に沿う断面図である。 １……ベース、１１……凹部、２……回転駆動
機構、２ａ……上部弾性リング、２ｂ……下部弾
性リング、２４ａ，２４ｂ……固定用圧電素子、
２６ａ，２６ｂ……回転用圧電素子。
図Ａ−Ａ線に沿う断面図である。 １……ベース、１１……凹部、２……回転駆動
機構、２ａ……上部弾性リング、２ｂ……下部弾
性リング、２４ａ，２４ｂ……固定用圧電素子、
２６ａ，２６ｂ……回転用圧電素子。
Claims (1)
- １ 円形凹部が形成されたベースと、該ベースの
凹部内へ積層配備された一対の弾性リングと、各
リングに組込まれ外径を拡縮してベースに固定乃
至固定解除する伸縮可能な圧電素子と、上下リン
グ間に介装され対応リングを周方向に押圧移行さ
せる回転用圧電素子とからなり、上記各圧電素子
の伸縮動作を制御して弾性リングを微小回転する
ようにしたことを特徴とする微小回転装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58238276A JPS60131139A (ja) | 1983-12-17 | 1983-12-17 | 微小回転装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58238276A JPS60131139A (ja) | 1983-12-17 | 1983-12-17 | 微小回転装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60131139A JPS60131139A (ja) | 1985-07-12 |
| JPH048169B2 true JPH048169B2 (ja) | 1992-02-14 |
Family
ID=17027778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58238276A Granted JPS60131139A (ja) | 1983-12-17 | 1983-12-17 | 微小回転装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60131139A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0688187B2 (ja) * | 1986-12-19 | 1994-11-09 | キヤノン株式会社 | 回転駆動装置 |
-
1983
- 1983-12-17 JP JP58238276A patent/JPS60131139A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60131139A (ja) | 1985-07-12 |
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