JPH05228762A - 微動装置 - Google Patents
微動装置Info
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- JPH05228762A JPH05228762A JP7217392A JP7217392A JPH05228762A JP H05228762 A JPH05228762 A JP H05228762A JP 7217392 A JP7217392 A JP 7217392A JP 7217392 A JP7217392 A JP 7217392A JP H05228762 A JPH05228762 A JP H05228762A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 対象物を高い微動精度でしかも高い支持剛性
を保って微動する。 【構成】 ベース部材２４と、対象物（バイト５０）を
載せるための支持部材２６と、支持部材２６とベース部
材２４に関連して設けられ、一平面ＰＬ内にのみ移動の
自由度を持つ一対の板バネ２８，３０と、一対の板バネ
２８，３０と同一の自由度とバネ定数を持ち、かつ一平
面ＰＬに直交する方向にそって支持部材２６とベース部
材２４に関連して設けられた一対の棒状バネ３２，３４
と、一対の板バネ２８，３０及び一対の棒状バネ３２，
３４で構成されるバネ系によって規制されたことにより
一平面ＰＬ内にある移動の自由度に従って支持部材２６
をベース部材２４に対して移動させるためのアクチュエ
ータ３６，３８とを備える微動装置。
を保って微動する。 【構成】 ベース部材２４と、対象物（バイト５０）を
載せるための支持部材２６と、支持部材２６とベース部
材２４に関連して設けられ、一平面ＰＬ内にのみ移動の
自由度を持つ一対の板バネ２８，３０と、一対の板バネ
２８，３０と同一の自由度とバネ定数を持ち、かつ一平
面ＰＬに直交する方向にそって支持部材２６とベース部
材２４に関連して設けられた一対の棒状バネ３２，３４
と、一対の板バネ２８，３０及び一対の棒状バネ３２，
３４で構成されるバネ系によって規制されたことにより
一平面ＰＬ内にある移動の自由度に従って支持部材２６
をベース部材２４に対して移動させるためのアクチュエ
ータ３６，３８とを備える微動装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、対象物を一平面内で
微動するための微動装置に関する。
微動するための微動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の微動装置は、対象物、たとえば
半導体ウェーハ、バイトやバイトホルダなどを載せて微
動するのに用いられる。
半導体ウェーハ、バイトやバイトホルダなどを載せて微
動するのに用いられる。
【０００３】図７に示す微動装置は、対象物を載せる台
１と、４つの板バネ２〜５を有している。圧電素子６〜
９を作動することにより、台１を一平面内でＵX 方向や
ＵY方向に微動することができる。つまり台１は２つの
移動の自由度を有する。
１と、４つの板バネ２〜５を有している。圧電素子６〜
９を作動することにより、台１を一平面内でＵX 方向や
ＵY方向に微動することができる。つまり台１は２つの
移動の自由度を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようにす
べて板バネを用いて台１を固定部１０に対して一平面内
で微動する場合、２つの移動の自由度（ＵX 方向とＵY
方向）に直交するＺ方向（重力方向）の支持剛性が著し
く低い。ところが対象物の荷重はＺ方向の重力方向にか
かるので、特に工具のような重い対象物を載せて微動す
るのには支持剛性が低く利用できない。つまり、工作機
械用の微動装置としては用いることができない。
べて板バネを用いて台１を固定部１０に対して一平面内
で微動する場合、２つの移動の自由度（ＵX 方向とＵY
方向）に直交するＺ方向（重力方向）の支持剛性が著し
く低い。ところが対象物の荷重はＺ方向の重力方向にか
かるので、特に工具のような重い対象物を載せて微動す
るのには支持剛性が低く利用できない。つまり、工作機
械用の微動装置としては用いることができない。
【０００５】この発明は高い微動精度を得ることはもち
ろん、対象物の支持をするための高い支持剛性を得るこ
とができる微動装置を提供することを目的とする。
ろん、対象物の支持をするための高い支持剛性を得るこ
とができる微動装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、ベース部材
２４と、対象物（実施例ではバイト５０）を載せるため
の支持部材２６と、支持部材２６とベース部材２４に関
連して設けられ、一平面ＰＬ内にのみ移動の自由度を持
つ一対の板バネ２８，３０と、一対の板バネ２８，３０
と同一の自由度とバネ定数を持ち、かつ一平面ＰＬに直
交する方向にそって支持部材２６とベース部材２４に関
連して設けられた一対の棒状バネ３２，３４と、一対の
板バネ２８，３０及び一対の棒状バネ３２，３４で構成
されるバネ系によって規制されたことにより一平面ＰＬ
内にある移動の自由度に従って支持部材２６をベース部
材２４に対して移動させるためのアクチュエータ３６，
３８とを備える微動装置である。
２４と、対象物（実施例ではバイト５０）を載せるため
の支持部材２６と、支持部材２６とベース部材２４に関
連して設けられ、一平面ＰＬ内にのみ移動の自由度を持
つ一対の板バネ２８，３０と、一対の板バネ２８，３０
と同一の自由度とバネ定数を持ち、かつ一平面ＰＬに直
交する方向にそって支持部材２６とベース部材２４に関
連して設けられた一対の棒状バネ３２，３４と、一対の
板バネ２８，３０及び一対の棒状バネ３２，３４で構成
されるバネ系によって規制されたことにより一平面ＰＬ
内にある移動の自由度に従って支持部材２６をベース部
材２４に対して移動させるためのアクチュエータ３６，
３８とを備える微動装置である。
【０００７】
【作用】一対の板バネ２８，３０と一対の棒状バネ３
２，３４から成るバネ系によって、支持部材２６の移動
は規制される。特に棒状バネ３２，３４は、板バネ２
８，３０と直交する方向にそって設けられているので、
対象物が重くても支持部材２６がベース部材２４側（重
力方向）へ移動するのでなく一平面ＰＬ内で微動する。
２，３４から成るバネ系によって、支持部材２６の移動
は規制される。特に棒状バネ３２，３４は、板バネ２
８，３０と直交する方向にそって設けられているので、
対象物が重くても支持部材２６がベース部材２４側（重
力方向）へ移動するのでなく一平面ＰＬ内で微動する。
【０００８】
【実施例】図１はこの発明の微動装置の好適な実施例を
示しており、この微動装置２０はバイト５０を固定して
しかも移動および位置決めするのに用いられる。
示しており、この微動装置２０はバイト５０を固定して
しかも移動および位置決めするのに用いられる。
【０００９】微動装置２０は、ベース部材２４、テーブ
ルともいう支持部材２６、一対の板バネ２８，３０、一
対の棒状バネ３２，３４、ピエゾアクチュエータ３６，
３８、固定部材４０，４２，４４，４６を有している。
ルともいう支持部材２６、一対の板バネ２８，３０、一
対の棒状バネ３２，３４、ピエゾアクチュエータ３６，
３８、固定部材４０，４２，４４，４６を有している。
【００１０】ベース部材２４は、図２に示すように下板
とも言い、長方形の板状になっている。支持部材２６
は、図２に示すように、ベース部材２４よりは小さい面
積を有し、支持部材２６の上面は、バイト５０の取付面
５１となっている。このバイト５０は図示しない手段に
より支持部材２６の取付面５１に着脱自在に固定されて
いる。図２ではバイトの図示を省略している。
とも言い、長方形の板状になっている。支持部材２６
は、図２に示すように、ベース部材２４よりは小さい面
積を有し、支持部材２６の上面は、バイト５０の取付面
５１となっている。このバイト５０は図示しない手段に
より支持部材２６の取付面５１に着脱自在に固定されて
いる。図２ではバイトの図示を省略している。
【００１１】一対の板バネ２８，３０は左右対称形状と
なっている。
なっている。
【００１２】図１の固定部材４０，４２，４４，４６は
ベース部材２４に固定されているか一体成形されてい
る。
ベース部材２４に固定されているか一体成形されてい
る。
【００１３】１つの板バネ２８は、固定部材４０と、支
持部材２６の第１側部５６の間に設けられている。他の
板バネ３０は、固定部材４２と、支持部材２６の第２側
部５８の間に設けられている。
持部材２６の第１側部５６の間に設けられている。他の
板バネ３０は、固定部材４２と、支持部材２６の第２側
部５８の間に設けられている。
【００１４】一対の板バネ２８，３０は、図２に示す一
平面ＰＬ内にのみ、もしくは一平面ＰＬに沿ってのみ移
動の自由度がある。つまりＸ方向とＹ方向の２つの移動
の自由度がある。
平面ＰＬ内にのみ、もしくは一平面ＰＬに沿ってのみ移
動の自由度がある。つまりＸ方向とＹ方向の２つの移動
の自由度がある。
【００１５】一対の棒状バネ３２，３４は、たとえば好
ましくは円形状の横断面を有するバネである。１つの棒
状バネ３２はベース部材２４の側部６０と支持部材２６
の第３側部６２に対して固定されている。他の棒状バネ
３４はベース部材２４の側部６０と支持部材２６の第３
側部６２に対して固定されている。したがって一対の棒
状バネ３２，３４の長手方向は図２に示すＡ１で示し、
一対の板バネ２８，３０の方向は図１においてＡ２で示
しているが、方向Ａ１とＡ２は直交している。しかも一
対の棒状バネ３２，３４は、一対の板バネ２８，３０と
同一の移動の自由度、すなわち平面ＰＬ内もしくは平面
ＰＬに沿って移動できる。そして一対の棒状バネ３２，
３４のバネ定数は、一対の板バネ２８，３０のバネ定数
と同じに設定されている。このようにバネ定数を同一に
する理由は、バネ定数が異なっていると、同一の力を加
えても変形量が異なってしまい、例えば平面ＰＬ内にお
ける回転が生じてしまうためである。
ましくは円形状の横断面を有するバネである。１つの棒
状バネ３２はベース部材２４の側部６０と支持部材２６
の第３側部６２に対して固定されている。他の棒状バネ
３４はベース部材２４の側部６０と支持部材２６の第３
側部６２に対して固定されている。したがって一対の棒
状バネ３２，３４の長手方向は図２に示すＡ１で示し、
一対の板バネ２８，３０の方向は図１においてＡ２で示
しているが、方向Ａ１とＡ２は直交している。しかも一
対の棒状バネ３２，３４は、一対の板バネ２８，３０と
同一の移動の自由度、すなわち平面ＰＬ内もしくは平面
ＰＬに沿って移動できる。そして一対の棒状バネ３２，
３４のバネ定数は、一対の板バネ２８，３０のバネ定数
と同じに設定されている。このようにバネ定数を同一に
する理由は、バネ定数が異なっていると、同一の力を加
えても変形量が異なってしまい、例えば平面ＰＬ内にお
ける回転が生じてしまうためである。
【００１６】これにより支持部材２６は、一対の棒状バ
ネ３２，３４と一対の板状バネ２８，３０からなるバネ
系により移動が図２の一平面ＰＬに規制される。図２に
示すように支持部材２６はベース部材２４と平行に保持
されている。
ネ３２，３４と一対の板状バネ２８，３０からなるバネ
系により移動が図２の一平面ＰＬに規制される。図２に
示すように支持部材２６はベース部材２４と平行に保持
されている。
【００１７】図１の１つのピエゾアクチュエータ３６
は、固定部材４４と支持部材２６の第４側部７０の間に
設けられている。他のピエゾアクチュエータ３８は固定
部材４６と支持部材２６の第２側部５８の間に設けられ
ている。図１のコントローラ７２の指令により増幅器７
４を介してピエゾアクチュエータ３６，３８は別々に駆
動される。１つのピエゾアクチュエータ３６はＸ軸方向
に伸長する。他のピエゾアクチュエータ３８はＹ軸方向
に伸長する。
は、固定部材４４と支持部材２６の第４側部７０の間に
設けられている。他のピエゾアクチュエータ３８は固定
部材４６と支持部材２６の第２側部５８の間に設けられ
ている。図１のコントローラ７２の指令により増幅器７
４を介してピエゾアクチュエータ３６，３８は別々に駆
動される。１つのピエゾアクチュエータ３６はＸ軸方向
に伸長する。他のピエゾアクチュエータ３８はＹ軸方向
に伸長する。
【００１８】上述のような構成の微動装置２０の近くに
は、非球面光学素子であるレンズ８０の取付装置９０が
設けられている。取付装置９０はモータ９２と取付板９
４を有する。取付板９４はモータ９２の出力軸９６に固
定されている。レンズ８０は取付板９４に着脱自在に固
定されている。
は、非球面光学素子であるレンズ８０の取付装置９０が
設けられている。取付装置９０はモータ９２と取付板９
４を有する。取付板９４はモータ９２の出力軸９６に固
定されている。レンズ８０は取付板９４に着脱自在に固
定されている。
【００１９】コントローラ７２の指令によりモータ９２
を駆動してレンズ８０を回して、バイト５０によりレン
ズ８０の形状の創成加工を行う。この時アクチュエータ
３６を駆動すれば、支持部材２６はベース部材２４に対
してＸ方向に移動し、アクチュエータ３８を駆動すれ
ば、支持部材２６はベース部材２４に対してＹ方向に移
動する。これによりレンズ８０の形状の創成をする。
を駆動してレンズ８０を回して、バイト５０によりレン
ズ８０の形状の創成加工を行う。この時アクチュエータ
３６を駆動すれば、支持部材２６はベース部材２４に対
してＸ方向に移動し、アクチュエータ３８を駆動すれ
ば、支持部材２６はベース部材２４に対してＹ方向に移
動する。これによりレンズ８０の形状の創成をする。
【００２０】この場合、バイト５０の重量が大きくて
も、一対の棒状バネ３２，３４が図２に示すＡ１方向に
対してバイト５０と支持部材２６の重量を支える。この
ためピアゾアクチュエータ３６，３８が作動しても支持
部材２６が一平面ＰＬより重力方向に下ってしまうこと
はない。したがって、バイト５０のレンズ８０に対する
位置決めが変わることがなく、レンズ８０の加工精度を
向上できる。
も、一対の棒状バネ３２，３４が図２に示すＡ１方向に
対してバイト５０と支持部材２６の重量を支える。この
ためピアゾアクチュエータ３６，３８が作動しても支持
部材２６が一平面ＰＬより重力方向に下ってしまうこと
はない。したがって、バイト５０のレンズ８０に対する
位置決めが変わることがなく、レンズ８０の加工精度を
向上できる。
【００２１】もし、従来のように支持部材２６を４つ板
バネで平面ＰＬのみに移動できるように支持したとすれ
ば、図２のＡ１方向の支持部材２６に対する支持力が小
さく支持部材２６がベース部材２４側に下ってしまうこ
とがある。このためバイトとレンズの位置決めが悪くな
りレンズの加工精度は低下する。
バネで平面ＰＬのみに移動できるように支持したとすれ
ば、図２のＡ１方向の支持部材２６に対する支持力が小
さく支持部材２６がベース部材２４側に下ってしまうこ
とがある。このためバイトとレンズの位置決めが悪くな
りレンズの加工精度は低下する。
【００２２】本発明では上述したように一対の棒状バネ
３２，３４によりこの従来の課題を解決しているのであ
る。
３２，３４によりこの従来の課題を解決しているのであ
る。
【００２３】次に図３〜図６により実際の支持部材２６
の移動を説明する。
の移動を説明する。
【００２４】図３と図４は、図１のアクチュエータ３６
を駆動した状態を示している。力Ｆ１がＸ方向に支持部
材２６に加わり、図４に示すように棒状バネ３２，３４
が略Ｓ字形に弾性変形するとともに図３に示すように板
状バネ２８，３０がＸ方向に弾性変形する。
を駆動した状態を示している。力Ｆ１がＸ方向に支持部
材２６に加わり、図４に示すように棒状バネ３２，３４
が略Ｓ字形に弾性変形するとともに図３に示すように板
状バネ２８，３０がＸ方向に弾性変形する。
【００２５】一方、図５と図６は、図１のアクチュエー
タ３８を駆動した状態を示している。力Ｆ２がＹ方向に
支持部材２６に加わると、図６に示すように棒状バネ３
２，３４が略Ｓ字形に弾性変形するとともに、図５に示
すように板状バネ２８，３０がＹ方向に弾性変形する。
タ３８を駆動した状態を示している。力Ｆ２がＹ方向に
支持部材２６に加わると、図６に示すように棒状バネ３
２，３４が略Ｓ字形に弾性変形するとともに、図５に示
すように板状バネ２８，３０がＹ方向に弾性変形する。
【００２６】ところでこの発明は上述した実施例に限定
されない。たとえば棒状バネ３２，３４の横断面は円形
のみでなく、他に楕円形状や、ＸＹ各方向に垂直な辺を
有する多角形状であってもよい。
されない。たとえば棒状バネ３２，３４の横断面は円形
のみでなく、他に楕円形状や、ＸＹ各方向に垂直な辺を
有する多角形状であってもよい。
【００２７】
【発明の効果】この発明によれば、一対の板バネと一対
の棒状バネを組合せて、対象物を載せた支持部材を一平
面内でもしくは一平面に沿って高い案内精度で微動でき
る。しかも重い対象物を支持部材に載せても支持部材が
重力のかかる方向、すなわちベース部材２４の方向に変
位せず重力方向への高い支持剛性を得ることができる。
の棒状バネを組合せて、対象物を載せた支持部材を一平
面内でもしくは一平面に沿って高い案内精度で微動でき
る。しかも重い対象物を支持部材に載せても支持部材が
重力のかかる方向、すなわちベース部材２４の方向に変
位せず重力方向への高い支持剛性を得ることができる。
【００２８】このため、たとえば支持部材に対して対象
物としてバイトを載せた場合に、バイトにより加工する
際の加工精度を向上できる。
物としてバイトを載せた場合に、バイトにより加工する
際の加工精度を向上できる。
【図１】この発明の微動装置の好適な実施例とレンズ取
付装置を示す平面図。
付装置を示す平面図。
【図２】図１の微動装置の側面図。
【図３】図１の微動装置の支持部材のＸ方向の動作を示
す平面図。
す平面図。
【図４】図１の微動装置の支持部材のＸ方向の動作を示
す側面図。
す側面図。
【図５】図１の微動装置の支持部材のＹ方向の動作を示
す平面図。
す平面図。
【図６】図１の微動装置の支持部材のＹ方向の動作を示
す側面図。
す側面図。
【図７】従来の微動装置の例を示す斜視図。
２０ 微動装置 ２４ ベース部材 ２６ 支持部材 ２８ 板バネ ３０ 板バネ ３２ 棒状バネ ３４ 棒状バネ ３６ ピエゾアクチュエータ ３８ ピエゾアクチュエータ ５０ バイト ８０ レンズ ◆
Claims (1)
- 【請求項１】 ベース部材（２４）と、 対象物（５０）を載せるための支持部材（２６）と、 支持部材（２６）とベース部材（２４）に関連して設け
られ、一平面（ＰＬ）内にのみ移動の自由度を持つ一対
の板バネ（２８，３０）と、 一対の板バネ（２８，３０）と同一の自由度とバネ定数
を持ち、かつ一平面（ＰＬ）に直交する方向にそって支
持部材（２６）とベース部材（２４）に関連して設けら
れた一対の棒状バネ（３２，３４）と、 一対の板バネ（２８，３０）及び一対の棒状バネ（３
２，３４）で構成されるバネ系によって規制されたこと
により一平面（ＰＬ）内にある移動の自由度に従って支
持部材（２６）をベース部材（２４）に対して移動させ
るためのアクチュエータ（３６，３８）とを備える微動
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7217392A JPH05228762A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 微動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7217392A JPH05228762A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 微動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05228762A true JPH05228762A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=13481575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7217392A Pending JPH05228762A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 微動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05228762A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10330129A1 (de) * | 2003-07-04 | 2005-05-19 | Zeitlauf Gmbh Antriebstechnik & Co Kg | Wälz-Stoß-Maschine |
| JP2015024444A (ja) * | 2013-07-25 | 2015-02-05 | トルンプフ ヴェルクツォイクマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトＴｒｕｍｐｆ Ｗｅｒｋｚｅｕｇｍａｓｃｈｉｎｅｎ ＧｍｂＨ ＋ Ｃｏ． ＫＧ | 工作機械の運動ユニット用の駆動装置及びこの種の駆動装置を備える工作機械 |
-
1992
- 1992-02-24 JP JP7217392A patent/JPH05228762A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10330129A1 (de) * | 2003-07-04 | 2005-05-19 | Zeitlauf Gmbh Antriebstechnik & Co Kg | Wälz-Stoß-Maschine |
| JP2015024444A (ja) * | 2013-07-25 | 2015-02-05 | トルンプフ ヴェルクツォイクマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトＴｒｕｍｐｆ Ｗｅｒｋｚｅｕｇｍａｓｃｈｉｎｅｎ ＧｍｂＨ ＋ Ｃｏ． ＫＧ | 工作機械の運動ユニット用の駆動装置及びこの種の駆動装置を備える工作機械 |
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