JPS6134019B2

JPS6134019B2 -

Info

Publication number: JPS6134019B2
Application number: JP54155657A
Authority: JP
Inventors: Hideji Sugyama
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-12-03
Filing date: 1979-12-03
Publication date: 1986-08-05
Also published as: JPS5679307A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、人力変位を縮小伝達する変位縮小機
構に係り、特に、位置決め装置の精密微動台に使
用するに好適な変位縮小機構に関する。

位置決め装置としては、例えば、半導体製造装
置におけるマスクやテイクルとウエハーの相互の
位置決めを行う装置が知られている。特に、この
ような半動体製造にあたつては、正確な位置決め
精度が要求されるため、例えばウエハーの微動に
精密微動台が用いられている。

第１図に、精密微動台に従来の変位縮小機構を
適用した一例を示す。

モータ１の軸はカツプリング７を介して送りネ
ジ２に接続されている。送りネジ２には、送りネ
ジ２の回転によつて往復移動するスライダ２′が
保持されている。また、送りネジ２は、軸受８，
９により支承されている。スライダ２′には、ピ
ボツト１２を介してリンク３が結合されている。
リンク３は、ピボツト１３を介してリンク４に結
合されている。リンク４は、支持部材１１に固定
されたピボツト１４により支承され、支点Ｂを形
成している。リンク４の他端は、ピボツト１５に
よりリンク５に接続されている。リンク５は、ピ
ボツト１６により微動テーブル６に接続されてい
る。また、バネ１０は各結合部のバツクラツシユ
を除くために設けられている。

以下に作用について説明する。モータ１による
回転は、送りネジ２により直線運動に変換され、
入力変位Ｐとしてリンク３を介してリンク４のＡ
点に作用する。入力変位ＰはＢ点を支点とするリ
ンク（縮小棒）４の回転により出力点Ｃに伝えら
れ、AB間の距離とBC間の距離の比に縮小され
て、Ｃ点よりリンク５を介して、微動テーブル６
に出力変位Ｑとして作用する。

ここで、従来の支点部、出力点部の構造は、第
２図，第３図，第４図のごとくなつてる。第３図
は第２図のＤ―Ｄ断面図であり、第４図は第２図
のＥ―Ｅ断面図である。第１図と同一符号は、同
一部分を示している。

ここで、支点部Ｂ，出力点部Ｃのピボツトに注
目してみるにその構成は、特に第３図に示すとお
りである。すなわち、リンク４の対向する平面に
は、それぞれピボツト軸受１４ａ，１５ａが固定
されている。支点支持材１１には、ピボツト押ネ
ジ１４ｂがねじ込まれており、ピボツト押ネジ１
４ｂの先端がピボツト軸受１４ａを押圧してピボ
ツト１４が形成されている。また、リンク５に
は、ピボツト押ネジ１５ｂがねじ込まれており、
ピボツト押ネジ１５ｂの先端がピボツト軸受１５
ａを押圧してピボツト１５が形成されている。こ
こで、第３図から明らかなように、互いに隣り合
つている支点支持材１１およびリンク５は、それ
ぞれ所定の幅を有している。したがつて、第２図
に示すように、支点支持材１１のピボツト１４の
中心とリンク５のピボツト１５の中心間の距離
BCは有限である。この距離は、縮少棒における
支点と出力点間の距離であり、この距離が有限で
あるということは、無限に大きな縮小比を得るこ
とができないことになる。したがつて、大きな縮
小比を得るためには、AB間の距離を大きくする
が、縮小棒を２段もしくは、それ以上に組合せる
必要があつた。第５図は、縮小棒を２段に組合せ
た従来例である。モータ１による回転は、カツプ
リング７を介して軸受８，９で支持された送りネ
ジ２により直線運動に変換され入力変位Ｐとし
て、リンク３を介してリンク４′のＫ点に作用す
る。入力変位Ｐは、Ｌ点を中心とするリンク（縮
小棒）４′の回転により、LM間の距離とKL間の
距離の比に縮小されて出力変位ＲとしてＭ点より
リンク１８に作用する。出力変位Ｒはリンク１８
を介してリンク（縮小棒）４″のＳ点に力入変位
として働く、入力変位ＲはＴ点を中心とするリン
ク４″の回転によりUTの距離とTSの距離の比に
縮小されてＵ点よりリンク５を介して微動テーブ
ル６に、出力変位Ｑとして作用するものである。
なお、各部のバツクラツシユを除く目的で縮小棒
には、バネ１０′がそれぞれ設けられている。各
部の回転対偶は、ピボツト１２，１３′，１４′，
１５，１５′，１６にて形成され、特に支点部の
ピボツト１４′は支点支持材１１′にて支持固定さ
れている。しかし、この様に縮小棒を多段に用い
た場合装置が大きくなり、かつ結合部が多くな
り、それに伴う組立製作誤差が大きくなるという
間題がある。この様な誤差の累積により、微動台
の精密なる位置決めが不可能であつた。また１段
にてAB間の距離を大きくすることにより、縮小
比を大きくとることも考えられるが、装置が大き
くなるという間題がある。

本発明は、上記の間題点に着目してなされたも
のであり、コンパクトな構造にて、高度な位置決
め性を持ち大きな縮小比が得られる変位縮小機構
を提供することにある。

本発明の特徴は、縮小棒の支点部ピボツトと出
力点部ピボツトを異なる平面に形成したことにあ
る。

以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。第６図は、本発明の一実施例による変位縮小
機構を精密微動台に適用したものである。第１図
と同一符号は同一部分をあらわしている。モータ
１による回転は、送りネジ２により直線運動に変
換され入力変位Ｐとしてリンク３を介してリンク
２１のＦ点に作用する。リンク２１の他端にはブ
ロツク２２が固定されている。ブロツク２２と支
点部材２３はピボツト１４により結合されてお
り、支点Ｇを形成している。また、ブロツク２２
と出力点部材２５がピボツト１５により結合され
ており、出力点Ｈを形成している。入力変位Ｐは
Ｇ点を中心とするリンク（縮小棒）２１の回転に
より、GH間の距離とFG間の距離の比に縮小され
て、Ｈ点より出力点部材２５を介し、またローラ
ベアリング２４を介して微動テーブル６に伝達さ
れる。なお、各部のバツクラツシユを除く目的
で、縮小棒２１には、バネ２１には、バネ２７が
設けられ、微動テーブル６には、ローラベアリン
グ２４のカタをなくすために、バネ２６が設けら
れている。このような変位縮小機構において、回
転対偶Ｇ，Ｈ点部の構成は、第７図，第８図，第
９図のごとくなつている。第８図は第７図のＩ―
Ｉ断面図であり、第９図は、第８図のＪ―Ｊ断面
図である。特に、第８図を用いて支点Ｇおよび出
力点Ｈの構成について説明する。ブロツク２２
は、図示のようにＥ字形をしている。ブロツク２
２の上段および下段には、ピボツト軸受１４ａが
固定されている。支点部材２３には、ピボツト押
ネジ１４ｂがねじ込まれており、ピボツト押ネジ
１４ｂの先端がピボツト軸受１４ａを押圧してピ
ボツト１４が形成されている。このピボツト１４
が、支点Ｇとして作用する。また、ブロツク２２
の中段には、ピボツト軸受１５ａが固定されてい
る。出力点部材２５には、ピボツト押ネジ１５ｂ
がねじ込まれており、ピボツト押ネジ１５ｂの先
端がピボツト軸受１５ａを押圧してピボツト１５
が形成されている。このピボツト１５が、出力点
Ｈとして作用する。

ピボツト１５の組立ては次のようにして行なわ
れる。すなわち、ブロツク２２の上段および下段
のピボツト押ネジ１５ｂに対応する位置には、あ
らかじめ穴が形成されている。この穴を通して、
ピボツト押ネジ１５ｂがピボツト軸受１５ａにね
じ込まれる。ピボツト１５が組立てられた後、ブ
ロツク２２の穴には、圧入部材２８が圧入され
る。この圧力部材２８ともとのブロツク２２にか
けてピボツト軸受１４ａが固定され、ピボツト１
４が組立てられる。

ここで、第３図従来例と異なつて、第８図にお
いては、支点部ピボツトと出力点ピボツトはブロ
ツク２２の異なる平面に形成されている。したが
つて、支点Ｇを中心として出力点Ｈが回転する場
合を考えると、支点部材２３と出力点部材２５が
互いに接触することはない。そこで、支点Ｇと出
力点Ｈ間の距離GHは、無限に零に近づけること
が可能となる。距離GHは、縮小比に影響するも
のであり、無限に大きな縮小比を得ることができ
る。

以上の説明では、支点を中心にしてその両端に
入力点および出力点が形成されるものとしたが、
入力点と支点の間に出力点を設けるようにしても
よい、また、ブロツク２２をリンク２１と一体的
に作つてもよい。

本発明の一実施例によれば、変位縮小機構を、
１段構造にて形成できるため、極めてコンパクト
でしかも高度な位置決め性を有し、大きな縮小比
を得ることができる。

本発明の他の実施例について第１０図，第１１
図，第１２図を用いて説明する。第１１図は、第
１０図のＮ―Ｎ断面図であり、第１２図は、第１
１図のＶ―Ｖ断面図である。また、第７図，第８
図，第９図と同一符号は同一部分をあらわす。第
１１図に示すように、ブロツク２９は、断面コ字
状である。そして、ネジ３２，３３，３４，３５
によつてリンク２１に固定されている。出力点部
材３１には、ピボツト軸受１５ａが固定されてい
る。ブロツク２９には、ピボツト押ネジ１５ｂが
ねじ込まれており、ピボツト押ネジ１５ｂと軸受
１５ａによりピボツト１５が形成されている。こ
のピボツト１５が出力点Ｈとして作用する。ブロ
ツク２９およびリンク２１のピボツト押ネジ１５
ｂに対応する位置の穴には、圧入部材３０が圧入
され、さらにピボツト軸受１４ａが固定されてい
る。ピボツト軸受１４ａには、支点部材２３にね
じ込まれたピボツト１４ｂが押圧されており、ピ
ボツト１４を形成している。このピボツト１４が
支点Ｇとして作用する。したがつて、前記実施例
と同様にして、支点Ｇと出力点Ｈ間の距離GH
は、無限に零に近づけることが可能である。

以上の説明では、支点を中心としての両端に入
力点および出力点が形成されるものとしたが、入
力点と支点の間に出力点を設けるようにしてもよ
い。また、ブロツク２９とリンク２１を一体的に
作つてもよい。

この実施例では、出力点Ｈを構成する一対のピ
ボツト１５の間隙、すなわち、第１１図において
出力点部材３１の厚さが大きくなるように構成し
てある。すなわち、第８図におけるブロツク２２
のＥ字形状に対して、第１１図においてはブロツ
ク２９をコ字形状とし、ブロツク２９側のビボツ
ト押ネジにより出力点部材３１を保持することに
よりピボツト１５の間隔を大きくすることを可能
にしている。このように、ピボツト１５の間隔を
大きくすることにより、工作精度のために一対の
ピボツト１５間の軸心のずれが生じたとしても、
出力点部材３１の傾きを小さくできる。傾きを小
さくできることにより、支点Ｇを中心として出力
点部材３１が変位した場合の変位の線型性の劣化
が防止できる。

また、ピボツト１５のピボツト押ネジ１５ｂを
ねじ込んだ際、コ字状ブロツク２９の上部および
下部は外側にたわむ力を受ける。それに対して、
支点部材２３のピボツト押ネジ１４ｂをねじ込む
ことによつて、コ字状ブロツク２９は内側にたむ
力を受ける。したがつて、両者は相殺され、ブロ
ツク２９の変形が小さくなる構成となつている。
したがつて、変位の線型性の劣化が防止できる。

本発明の他の実施例によれば、変位縮小機構を
極めてコンパクトで高度な位置決め可能に構成で
き、しかも大きな縮小比を得ることができる。

また、線型性の良好な変位縮小機構を得ること
ができる。

尚、上述の説明から明らかなように、支点と出
力点間の距離は無限に小さくでき、したがつて、
無限大の縮小比を得ることができる。しかしなが
ら数桁にも及ぶ縮小比を得る場合には、支点など
へ過負荷がかかることになり、現実的でない。こ
のような数桁にも及ぶ縮小比を得る場合には、本
発明にかかる変位縮小機構を複数段用いることが
可能である。この場合においても、従来の変位縮
小機構を複数段用いる場合と比較して、その段数
は少なくて済み精度良い位置決めが可能である。

本発明によれば、変位縮小機構を、極めてコン
パクトで高度な位置決め可能に構成でき、しかも
大きな縮小比を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の変位縮小機構を用いた精密微
動台の説明図であり、第２図は、従来の変位縮小
機構の部分平面図であり、第３図は、第２図のＤ
―Ｄ断面図であり、第４図は、第２図のＥ―Ｅ断
面図であり、第５図は、従来の変位縮小機構を２
段用いた精密微動台の説明図であり、第６図は、
本発明の一実施例の変位縮小機構を用いた精密微
動台の説明図であり、第７図は、本発明の一実施
例の部分平面図である、第８図は、第７図のＩ―
Ｉ断面図であり、第９図は、第８図のＪ―Ｊ断面
図であり、第１０図は、本発明の他の実施例の部
分平面図であり、第１１図は、第１０図のＮ―Ｎ
断面図であり、第１２図は、第１１図のＶ―Ｖ断
面図である。１４，１５……ピボツト、２１……リンク、２
５，３１……出力点部材。

Claims

【特許請求の範囲】

１支点部を回転中心とし、かつ入力点と支点間
の距離と支点と出力点間の距離との比率が縮小比
となる縮小棒と、この縮小棒の支点部を支点する
ピボツトと、上記縮小棒の出力点からの出力変位
を伝達する出力伝達棒と、上記縮小棒の出力点に
おいて上記出力伝達棒を支持するとともに、上記
縮小棒が回転する平面と平行な平面上において上
記支点部ピボツトの平面と異なる平面に形成ささ
れたピボツトとを備えてなる変位縮小機構。