JPS63140160A - 微小位置決め装置 - 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 本発明は微小位置決め装置に関し、特に移動体を送りね
じにて移動させて位置決めする微小位置決め装置に関す
るものである。

従来の技術 従来の送りねじを用いた微小位置決め装置としては、第
３図に示すような構成のものが知られている。第３図に
おいで、２１は、ベース２２上を移動自在な移動体であ
り、その移動方向に互いに間隔をあけて対向するように
一対の支持突部２３ａ−，２３ｂが突設されている。こ
れら支持突部２３ａ、２３ｂ間には圧電索子２４と弾性
体２５が配設され、かつこれら圧電素子２４と弾性体２
５との間にナツト支持部材２６が挟持されている。

一方、前記ベース２上に設置されたブラケット２７にて
一端部を回転自在に支持された送りねじ２８が、その軸
心を前記移動体２１の移動方向に沿わせて配設され、か
つブラケット２７に取付けられた駆動モータ２９にて回
転駆動可能に構成されている。そして、この送りねじ２
８に螺合させた一対のナツト３０．３１が＋１ｆｊ記ナ
ツト支持部材２６に軸心方向に移動可能にかつ回転不可
能に取付けられ、かつ一対のナラ）３０，３１間には圧
縮ばね３２が介装されている。

このような構成により、圧縮ばね３２の付勢力で一対の
ナツト３０．３１と送りねじ２８間の隙間が無くなり、
この状態で移動体２１を送りねじ２８にて粗動送りする
とともに、圧電素子２４にて移動体２１を微小量移動さ
せ、微小位置決めを行うように成されている。

発明が解決しようとする問題点 ところが、このような構成では、移動体の微小位置決め
を行う際の基準位置の剛性が、送りねじとナツト間の接
触部の剛性や圧縮ばねの付勢力によって決まってしまう
ために低くなり、位置決め精度を高くできないという問
題があり、剛性を高くするために圧縮ばねの付勢力を大
きくすると送りねじによる移動時の走行性が悪化すると
いう問題があった。

本発明は上記従来の問題、αに鑑み、位置決め時に高い
剛性を得ることがでトるとともに送りねじによる移動時
の走行性も良好な微小位置決め装置の提供を目的とする
。

問題点を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するため、回転駆動可能な送り
ねじに螺合する一対のナンドを、回転不可能にかつ少な
くとも一方のナツトは軸心方向に移動可能に移動体のナ
ラ１支持部に取付け、前記一対のナツト間に圧電素子を
介装したことを特徴とする。

作用 本発明は上記構成を有するので、移動体を送りねじで移
動させる場合は、圧電素子を短縮させて送りねじとナツ
トの間の隙間を大きくして走行性を良くすることができ
、かつ微小送りや位置決め時には、圧電素子を伸張させ
て送りねじとナツトの間の隙間を無（すとともにねじの
接触部を強く加圧して高い剛性を得ることができる。ま
た、送りねじに制動が加わるので、送りねじの回転駆動
を７９−にしてもナツト位置が変化することもなく、駆
動モータの振動により位置粘度が低下するということも
無くすことができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図を参照しながら説明す
る。１は、ベース２上を移動自在な移動体であり、その
中央部から上方にナツト支持部３が突設されており、そ
の両側に一対のナツト４．５が支持されている。この一
対のナツト４．５は、回転不可能にかつ軸心方向に移動
可能に前記ナツト支持部３にて支持されている。そして
、ナツト支持部３とナツト４．５の間にはそれぞれ圧電
素子６．７が介装されている。一方、前記ベース２上に
設置されたブラケット８にて一端部を回転自在に支持さ
れた送りねじ９が、その軸心を前記移！ｈ体１の移動方
向に沿わせて配設されるとともにこの送りねじ９に前記
一対のナツト４．５が螺合されている。また、この送り
ねじ９は、前記ブラケット８に取付けられた駆動モータ
１０にて回転駆動可能に構成されている。

次に、動作を説明すると、移動体１を所定の位置に位置
決めする場合、まず駆動モータ１０を駆動して送りねじ
９を回転駆動し、ナツト４．５及びナツト支持部３を介
して移動体１を粗動送りする。その際、圧電素子６．７
に低い電圧を印加することによって、送りねじ９とナツ
ト４．５の間の隙間を大き（し、移動体１の走行性を良
くして円滑に移動させる。次に、圧電素子６．７に高い
電圧を印加して伸張させ、送りねじ９とナツト４．５の
間の隙間を無くすとともに強く加圧することによって、
高い剛性を有する状態で移動体１を位置固定する。次い
で、圧電素子６．７に対する印加電圧を小さな間隔で互
いに背反的に変化させることによって、送りねじ９に対
して移動体１を微小ピッチで順次移動させ、所定の位置
を検出するとその位置に位置決めする。が（しで、高い
剛性を有する状態で移動体１の微小位置決めを行うこと
ができる。

次に、第２図に基づいて第２実施例を説明する。

上記第１実施例では、ナツト支持部３の両側に圧電素子
６．７及びナツト４．５を配置して圧電素子６．７にて
微小送りを行うようにしたものを例示したが、この実施
例では、移動体１１がら突設さ九たナツト支持部１３に
対して一対のナツト１４．１５を回転不可能にかつ一方
のナンド１４は固定的に、他方のナツト１５は軸心方向
に移動可能に取付け、ナツト支持部１３と軸心方向に移
動可能なナツト１５との間に圧電素子１６を介装し、前
記ナツト１４．１５に回転駆動可能な送りねじ１９を螺
合させている。

この実施例においては、圧電素子１６を短縮させること
によって送りねじ１９による移動時の走行性を良くする
ことができ、かつ圧電素子１６を伸張させることによっ
て、送りねじ１９に対して高い剛性を有する状態で移動
体１１を位置決めすることができるのである。尚、極く
限られた範囲ではあるが、圧電素子１６を伸縮させて送
りねじ１９とナツト１°４．１５の接触部を弾性変形さ
せることによって移動体１の微小送りも可能である。

一方、微小送り機構を別に設けることもでき、逆に微小
送り機構は設けなくてもよい。

発明の効果 本発明の微小位置決め装置によれば、以上のように圧電
素子を短縮させて送りねじとナツトの間の隙間を大きく
することによって移動体を走行性良く移動させることが
でき、かつ圧電素子を伸張させて送りねじとナツトの間
の隙間を無くすとともにねじの接触部を強く加圧するこ
とにより位置決め時に高い剛性を得ることができる。ま
た、送りねじに制動が加わるので、送りねじの回転駆動
をフリーにしてもナツト位置が変化することもなく、駆
動モータの振動により位置精度が低下するということも
無くすことができる等、大なる効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

ｔｉＳ１図は本発明の第１実施例の部分断面正面図、第
２図は本発明の第２実施例の要部の部分断面正面図、＃
３図は従来例の部分断面正面図である。 １．１１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
移動体２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・ベース３．１３・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・ナツト支持部４．５．１４．
１５・・・・・・ナツト６．７．１６・・・・・・・・
・・・・・・・圧電素子９．１９・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・送りねじ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転駆動可能な送りねじに螺合する一対のナット
   を、回転不可能にかつ少なくとも一方のナットは軸心方
   向に移動可能に移動体のナット支持部に取付け、前記一
   対のナット間に圧電素子を介装したことを特徴とする微
   小位置決め装置。
2. （２）一対のナットが移動体のナット支持部の両側に配
   設され、各ナットとナット支持部の間に圧電素子が介装
   されている特許請求の範囲第１項に記載の微小位置決め
   装置。