JPH0733845B2 - ボール型ピボット・ジョイント - Google Patents
ボール型ピボット・ジョイントInfo
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- JPH0733845B2 JPH0733845B2 JP3089874A JP8987491A JPH0733845B2 JP H0733845 B2 JPH0733845 B2 JP H0733845B2 JP 3089874 A JP3089874 A JP 3089874A JP 8987491 A JP8987491 A JP 8987491A JP H0733845 B2 JPH0733845 B2 JP H0733845B2
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- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
- F16C11/04—Pivotal connections
- F16C11/10—Arrangements for locking
- F16C11/103—Arrangements for locking frictionally clamped
- F16C11/106—Arrangements for locking frictionally clamped for ball joints
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
- F16C11/04—Pivotal connections
- F16C11/045—Pivotal connections with at least a pair of arms pivoting relatively to at least one other arm, all arms being mounted on one pin
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T403/32606—Pivoted
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
- Support Of The Bearing (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、予荷重が与えられるボ
ール・ジョイントに係り、特に高精度な移動角度を提供
し、且つ駆動機構等に適したボール・ジョイントに関す
る。
ール・ジョイントに係り、特に高精度な移動角度を提供
し、且つ駆動機構等に適したボール・ジョイントに関す
る。
【０００２】関連出願についてのクロス・リファレンス 同一出願人による、"Servo Guided Stage System" と題
した同時係属アメリカ出願がある。
した同時係属アメリカ出願がある。
【０００３】
【従来の技術】動的予荷重を与えるボール・ジョイント
・ピボット ボール型ピボット・ジョイントは、球形のボールの中心
の点の回りに多くの自由角度がある。従来のボール・ジ
ョイントには以下のような２つの基本的な型があった。
・ピボット ボール型ピボット・ジョイントは、球形のボールの中心
の点の回りに多くの自由角度がある。従来のボール・ジ
ョイントには以下のような２つの基本的な型があった。
【０００４】 １）ばね荷重式ジョイント ２）球形軸受け ばね荷重式ボール・ジョイントに備えられた一対の円錐
体又はソケットは、バックラッシュ（がたつき）を取り
除くために、ボールに固く締め付けられる。このシステ
ムの欠点は、線形剛性（リニア・スティフネス）が高い
ものに対し大きな予荷重を使用する場合に、ボール及び
円錐又はソケットとの間にかなりの摩擦と磨耗を生じる
ことである。
体又はソケットは、バックラッシュ（がたつき）を取り
除くために、ボールに固く締め付けられる。このシステ
ムの欠点は、線形剛性（リニア・スティフネス）が高い
ものに対し大きな予荷重を使用する場合に、ボール及び
円錐又はソケットとの間にかなりの摩擦と磨耗を生じる
ことである。
【０００５】球形軸受けボール・ジョイントは一対の内
側及び外側の球形軸受け要素に密着状態で依存する。こ
の種のボール・ジョイントは線型剛性が強く、且つ摩擦
が少ないが、その設計の性質上、内側及び外側軸受との
間の隙間を小さくして作動させなければならない。この
ように隙間が小さいと磨耗が大きくなるので、この隙間
に関連したバックラッシュによって微小な位置決め適用
には不適当である。
側及び外側の球形軸受け要素に密着状態で依存する。こ
の種のボール・ジョイントは線型剛性が強く、且つ摩擦
が少ないが、その設計の性質上、内側及び外側軸受との
間の隙間を小さくして作動させなければならない。この
ように隙間が小さいと磨耗が大きくなるので、この隙間
に関連したバックラッシュによって微小な位置決め適用
には不適当である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明に関するボール
・ジョイントでは、円錐状凹部及びボール・ジョイント
のボール状端部との間の予荷重を動的に希望のレベルに
変更することができる。作業台（ステージ）又は他の装
置が作動中の場合は、予荷重を減少させて、摩擦及び磨
耗を少なくし、停止状態では予荷重を増加させて、バッ
クラッシュをなくし、剛性を高くする。
・ジョイントでは、円錐状凹部及びボール・ジョイント
のボール状端部との間の予荷重を動的に希望のレベルに
変更することができる。作業台（ステージ）又は他の装
置が作動中の場合は、予荷重を減少させて、摩擦及び磨
耗を少なくし、停止状態では予荷重を増加させて、バッ
クラッシュをなくし、剛性を高くする。
【０００７】動的予荷重調節能力のあるボール型のピボ
ット・ジョイントはボール状端部及びこのボール状端部
を収容する円錐状の２つの凹部を有し、そしてこれら
は、予荷重アクチュエータのサーボ（フィードバック）
駆動回路によって動的に予荷重が与えられる。これによ
らない他の設計は、軸受け面の磨耗と同様に製造及び組
み立て誤差によって限定されたり、又は熱変動による変
化の影響を受けやすい。
ット・ジョイントはボール状端部及びこのボール状端部
を収容する円錐状の２つの凹部を有し、そしてこれら
は、予荷重アクチュエータのサーボ（フィードバック）
駆動回路によって動的に予荷重が与えられる。これによ
らない他の設計は、軸受け面の磨耗と同様に製造及び組
み立て誤差によって限定されたり、又は熱変動による変
化の影響を受けやすい。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のボール型ピボッ
ト・ジョイントは、 （ａ）ボール状端部を有するロッドと、 （ｂ）上記ボール状端部にそれぞれ係合する凹部を有す
る一対の部材と、 （ｃ）上記一対の部材のうちの一方の部材に結合され、
該一方の部材に予荷重を与える予荷重アクチュエータ
と、 （ｄ）上記一対の部材のうちの少なくとも一つの部材に
取り付けられた予荷重センサと、 （ｅ）該予荷重センサの出力に接続された入力及び上記
予荷重アクチュエータに接続された出力を有し、上記予
荷重センサの出力に応答して上記予荷重アクチュエータ
を附勢するサーボ駆動回路とを備える。
ト・ジョイントは、 （ａ）ボール状端部を有するロッドと、 （ｂ）上記ボール状端部にそれぞれ係合する凹部を有す
る一対の部材と、 （ｃ）上記一対の部材のうちの一方の部材に結合され、
該一方の部材に予荷重を与える予荷重アクチュエータ
と、 （ｄ）上記一対の部材のうちの少なくとも一つの部材に
取り付けられた予荷重センサと、 （ｅ）該予荷重センサの出力に接続された入力及び上記
予荷重アクチュエータに接続された出力を有し、上記予
荷重センサの出力に応答して上記予荷重アクチュエータ
を附勢するサーボ駆動回路とを備える。
【０００９】上記凹部のそれぞれは、上記一対の部材の
互いに対面する表面に形成されて上記ボール状端部を収
容し、上記一対の部材は、それぞれの凹部を互いに近づ
け若しくは遠ざける方向に移動でき、該移動は上記予荷
重アクチュエータにより行われる。
互いに対面する表面に形成されて上記ボール状端部を収
容し、上記一対の部材は、それぞれの凹部を互いに近づ
け若しくは遠ざける方向に移動でき、該移動は上記予荷
重アクチュエータにより行われる。
【００１０】上記凹部は円錐状の形状を有する。
【００１１】上記一対の部材は、固定部材及び該固定部
材に対して移動可能に取り付けられた可動部材を有し、
上記凹部のそれぞれは上記固定部材及び上記可動部材の
互いに対面する表面に形成されて上記ボール状端部を収
容し、該可動部材の一端は、可撓性部分を介して上記固
定部材に結合され、上記可動部材は、上記固定部材に対
してそれぞれの凹部を互いに近づけ若しくは遠ざける方
向に移動でき、そして該移動は上記予荷重アクチュエー
タにより行われる。
材に対して移動可能に取り付けられた可動部材を有し、
上記凹部のそれぞれは上記固定部材及び上記可動部材の
互いに対面する表面に形成されて上記ボール状端部を収
容し、該可動部材の一端は、可撓性部分を介して上記固
定部材に結合され、上記可動部材は、上記固定部材に対
してそれぞれの凹部を互いに近づけ若しくは遠ざける方
向に移動でき、そして該移動は上記予荷重アクチュエー
タにより行われる。
【００１２】のである。
【００１３】
【実施例】本発明によるボール型のピボット・ジョイン
トでは、ボール・ジョイントの動的予荷重の調節を利用
している。ボール・ジョイントは、ボール状端部及び予
荷重アクチュエータのサーボ（フィードバック）駆動回
路によって動的に予荷重される一対の円錐状凹部を備え
ている。これによらない他の設計は、軸受け面の磨耗と
同様に製造及び組み立て誤差によって限定されたり、又
は熱変動による変化の影響を受けやすい。
トでは、ボール・ジョイントの動的予荷重の調節を利用
している。ボール・ジョイントは、ボール状端部及び予
荷重アクチュエータのサーボ（フィードバック）駆動回
路によって動的に予荷重される一対の円錐状凹部を備え
ている。これによらない他の設計は、軸受け面の磨耗と
同様に製造及び組み立て誤差によって限定されたり、又
は熱変動による変化の影響を受けやすい。
【００１４】ボール型ピボット・ジョイントでは球形の
ボールの中心点の回りに多くの自由な角度がある。従来
のボール・ジョイントには、ばね荷重式ジョイント及び
球形軸受けの２つの基本的な型があった。
ボールの中心点の回りに多くの自由な角度がある。従来
のボール・ジョイントには、ばね荷重式ジョイント及び
球形軸受けの２つの基本的な型があった。
【００１５】ばね荷重式ボール・ジョイントには一対の
円錐状ソケットがあって、ばねが円錐状ソケットをボー
ルに押圧してバックラッシュを取り除く。このシステム
の欠点は、線形剛性が高いものに対し大きな予荷重を使
用する場合に、ボール及び円錐状ソケットとの間にかな
りの摩擦と磨耗を生じることである。
円錐状ソケットがあって、ばねが円錐状ソケットをボー
ルに押圧してバックラッシュを取り除く。このシステム
の欠点は、線形剛性が高いものに対し大きな予荷重を使
用する場合に、ボール及び円錐状ソケットとの間にかな
りの摩擦と磨耗を生じることである。
【００１６】球形の軸受けボール・ジョイントは対向す
る内側及び外側の球形軸受け要素に緊密に依存する。こ
の種のボール・ジョイントは線形剛性が高く摩擦が少な
いが、この設計の性質上、内側及び外側軸受けとの間の
隙間を小さくして作動させなければならない。このよう
に隙間が小さいと磨耗が大きくなり、この隙間に関連し
たバックラッシュによって微小な位置決め適用には不適
当である。
る内側及び外側の球形軸受け要素に緊密に依存する。こ
の種のボール・ジョイントは線形剛性が高く摩擦が少な
いが、この設計の性質上、内側及び外側軸受けとの間の
隙間を小さくして作動させなければならない。このよう
に隙間が小さいと磨耗が大きくなり、この隙間に関連し
たバックラッシュによって微小な位置決め適用には不適
当である。
【００１７】本発明の好ましい実施例によるジョイント
では、円錐状凹部及びボール状端部との間の予荷重を動
的に希望レベルに変化させることができる。このこと
は、Ｘ−Ｙステッパ・ステージなどの微小位置決め用と
しての使用には非常に大きな利点となる。作業台又は他
の装置が作動中の場合は予荷重を減少させて、摩擦及び
磨耗を少なくし、作業台又は他の装置が停止している場
合は予荷重を大きくして、バックラッシュをなくし、剛
性を高くする。
では、円錐状凹部及びボール状端部との間の予荷重を動
的に希望レベルに変化させることができる。このこと
は、Ｘ−Ｙステッパ・ステージなどの微小位置決め用と
しての使用には非常に大きな利点となる。作業台又は他
の装置が作動中の場合は予荷重を減少させて、摩擦及び
磨耗を少なくし、作業台又は他の装置が停止している場
合は予荷重を大きくして、バックラッシュをなくし、剛
性を高くする。
【００１８】上述の動作は、図１〜図３に表されている
装置を用いて達成される。図１に示されるように、駆動
ロッド５１（端部に円形断面を有する）はボール状端部
５０を有し、そしてボール状端部５０は、固定部材５２
及び予荷重部材５３のそれぞれの表面に形成された２つ
の円錐状凹部６７及び６８の間に収容される。円錐状凹
部６７は、図１の好ましい実施例では、固定され、移動
されるべき対象物体に取付けられる。予荷重を与える円
錐状凹部６８は、予荷重部材５３の下側表面に形成さ
れ、この予荷重部材５３は、端部６４に結合される。予
荷重部材５３は、一対の細長い横断スロット１５４及び
２５４との間に形成された可撓性の部分５４によって共
にフレキシブルに結合された端部６４と本体部分１５
３′を有し、そして端部６４は基部６３に固定される。
可撓性の部分５４は、図１に垂直な方向から見ると、本
体部分１５３′及び端部６４との間に可撓点即ち枢動点
を形成し、そして端部６４は、予荷重部材５３を枢動さ
せる固定部分として働く。
装置を用いて達成される。図１に示されるように、駆動
ロッド５１（端部に円形断面を有する）はボール状端部
５０を有し、そしてボール状端部５０は、固定部材５２
及び予荷重部材５３のそれぞれの表面に形成された２つ
の円錐状凹部６７及び６８の間に収容される。円錐状凹
部６７は、図１の好ましい実施例では、固定され、移動
されるべき対象物体に取付けられる。予荷重を与える円
錐状凹部６８は、予荷重部材５３の下側表面に形成さ
れ、この予荷重部材５３は、端部６４に結合される。予
荷重部材５３は、一対の細長い横断スロット１５４及び
２５４との間に形成された可撓性の部分５４によって共
にフレキシブルに結合された端部６４と本体部分１５
３′を有し、そして端部６４は基部６３に固定される。
可撓性の部分５４は、図１に垂直な方向から見ると、本
体部分１５３′及び端部６４との間に可撓点即ち枢動点
を形成し、そして端部６４は、予荷重部材５３を枢動さ
せる固定部分として働く。
【００１９】端部６４は、ネジ６５によって固定部材５
２の基部６３に取付けられる。基部６３は貫通孔を有す
る取付け板であり、ネジ（図示せず）でステージ・プレ
ート（図示せず）に固着される。可撓性部分５４によっ
て、部材５３の予荷重円錐状凹部６８は可撓性部分５４
の回りで小さい角度で枢動される。この枢動は、２つの
円錐状凹部６７及び６８を互いに近づけ若しくは遠ざけ
る方向に行われる。予荷重アクチュエータ５５は、予荷
重部材５３及び予荷重円錐状凹部６８を押圧する働きを
する圧縮予荷重力を供給するように取付けられる。予荷
重アクチュエータ５５は、圧電性アクチュエータ又はこ
れに相当するアクチュエータ、例えば空気圧アクチュエ
ータ、液圧アクチュエータ、ボイス・コイル・アクチュ
エータ、もしくはそれらと同等のものである。
２の基部６３に取付けられる。基部６３は貫通孔を有す
る取付け板であり、ネジ（図示せず）でステージ・プレ
ート（図示せず）に固着される。可撓性部分５４によっ
て、部材５３の予荷重円錐状凹部６８は可撓性部分５４
の回りで小さい角度で枢動される。この枢動は、２つの
円錐状凹部６７及び６８を互いに近づけ若しくは遠ざけ
る方向に行われる。予荷重アクチュエータ５５は、予荷
重部材５３及び予荷重円錐状凹部６８を押圧する働きを
する圧縮予荷重力を供給するように取付けられる。予荷
重アクチュエータ５５は、圧電性アクチュエータ又はこ
れに相当するアクチュエータ、例えば空気圧アクチュエ
ータ、液圧アクチュエータ、ボイス・コイル・アクチュ
エータ、もしくはそれらと同等のものである。
【００２０】圧縮予荷重は、予荷重アクチュエータ５５
の中心部の開孔を貫通する予荷重テンション・ロッド５
７及び予荷重テンション・ナット５９を用いて円錐状凹
部６７及び６８並びにボール状端部５０に加えられる。
更に、ロッド５７は、ひずみ計又は圧力計と同等なもの
から成る予荷重センサ５６の中心部の開孔７４、固定部
材５２、円錐状凹部６７、ボール状端部５０、円錐状凹
部６８の中心部、そして予荷重部材５３の開孔を貫通す
る。
の中心部の開孔を貫通する予荷重テンション・ロッド５
７及び予荷重テンション・ナット５９を用いて円錐状凹
部６７及び６８並びにボール状端部５０に加えられる。
更に、ロッド５７は、ひずみ計又は圧力計と同等なもの
から成る予荷重センサ５６の中心部の開孔７４、固定部
材５２、円錐状凹部６７、ボール状端部５０、円錐状凹
部６８の中心部、そして予荷重部材５３の開孔を貫通す
る。
【００２１】荷重センサ５６は、テンション・ロッド５
７にかかる荷重を検出するように取付けられている。線
６２は、荷重センサ５６の歪み出力を予荷重サーボ駆動
回路５８の入力に接続し、そしてこの駆動回路５８の出
力は、線６０を介して圧電性の予荷重アクチュエータ５
５の入力へ接続される。ボール・ジョイントにかかる予
荷重力を増大させるために、アクチュエータ５５の厚さ
が拡張又は増大してボール・ジョイントを圧縮させ、そ
して予荷重を減少するためにアクチュエータ５５を収縮
又は厚みを小さくさせるために、電子的にプログラムさ
れた予め定められているレベルを持つサーボ駆動回路５
８を用いる。予荷重の大きさは、アクチュエータ５５の
バンド幅によってのみ限定される周波数で変更されるこ
とができる。サーボ駆動回路５８の他の入力６１には、
システム・コントローラから、所定の予荷重を示す入力
が与えられる。
７にかかる荷重を検出するように取付けられている。線
６２は、荷重センサ５６の歪み出力を予荷重サーボ駆動
回路５８の入力に接続し、そしてこの駆動回路５８の出
力は、線６０を介して圧電性の予荷重アクチュエータ５
５の入力へ接続される。ボール・ジョイントにかかる予
荷重力を増大させるために、アクチュエータ５５の厚さ
が拡張又は増大してボール・ジョイントを圧縮させ、そ
して予荷重を減少するためにアクチュエータ５５を収縮
又は厚みを小さくさせるために、電子的にプログラムさ
れた予め定められているレベルを持つサーボ駆動回路５
８を用いる。予荷重の大きさは、アクチュエータ５５の
バンド幅によってのみ限定される周波数で変更されるこ
とができる。サーボ駆動回路５８の他の入力６１には、
システム・コントローラから、所定の予荷重を示す入力
が与えられる。
【００２２】図１では、テンション・ロッド５７及び閉
ループ型のサーボ・システムを用いた装置が示されてい
るが、ボール型ピボット・ジョイントに動的に予荷重調
節力を供給するために他の装置を使用することもでき
る。
ループ型のサーボ・システムを用いた装置が示されてい
るが、ボール型ピボット・ジョイントに動的に予荷重調
節力を供給するために他の装置を使用することもでき
る。
【００２３】図２は、本発明の他の実施例を示し、そし
てここでは、駆動ロッド５１’のボール状端部５０’
は、固定部材５２’及びくさび型の予荷重部材５３’の
それぞれの２つの円錐状凹部６７’及び６８’の間に位
置決め即ち収容される。図２において、固定的な円錐状
の凹部６７’は、移動されるべき対象物に固定される固
定部材５２’の上側表面に形成され、そして円錐状凹部
６８’は、予荷重部材５３’の下側表面に形成されて予
荷重を与える。
てここでは、駆動ロッド５１’のボール状端部５０’
は、固定部材５２’及びくさび型の予荷重部材５３’の
それぞれの２つの円錐状凹部６７’及び６８’の間に位
置決め即ち収容される。図２において、固定的な円錐状
の凹部６７’は、移動されるべき対象物に固定される固
定部材５２’の上側表面に形成され、そして円錐状凹部
６８’は、予荷重部材５３’の下側表面に形成されて予
荷重を与える。
【００２４】予荷重を与える円錐状凹部６８’は、くさ
び型の予荷重部材５３’の一体部分であり、このくさび
型の予荷重部材５３’は、可撓性部分５４’を介して、
基部６３’と一体となっている端部６４’に一体的に結
合される。従って、図１のような細長い部材５３を使用
する必要がない。可撓性部分５４’によって、予荷重部
材５３’の予荷重円錐状凹部６８’をこの可撓性部分５
４’の回りで小さい角度で枢動させることができる。
び型の予荷重部材５３’の一体部分であり、このくさび
型の予荷重部材５３’は、可撓性部分５４’を介して、
基部６３’と一体となっている端部６４’に一体的に結
合される。従って、図１のような細長い部材５３を使用
する必要がない。可撓性部分５４’によって、予荷重部
材５３’の予荷重円錐状凹部６８’をこの可撓性部分５
４’の回りで小さい角度で枢動させることができる。
【００２５】予荷重アクチュエータ５５’は、予荷重部
材５３’を横方向に押圧する予荷重を与えるように取り
付けられ、これにより予荷重円錐状凹部６８’をボール
状端部５０’に押し付ける。図２のくさび型部材５３’
は、固定部材５２’と一体化されているので、図１の予
荷重テンション・ロッド５７及びナット５９を使わず
に、圧縮予荷重が得られる。歪み計でも良い予荷重セン
サ５６’は、アクチュエータ５５’からくさび型部材５
３’にかかる荷重を検出するように取付けられる。線６
２’は、荷重センサ５６’からの電気的出力を予荷重サ
ーボ駆動回路５８’の入力に接続し、そしてこの予荷重
サーボ駆動回路５８’の電気的出力信号は予荷重アクチ
ュエータ５５’の入力に接続される。
材５３’を横方向に押圧する予荷重を与えるように取り
付けられ、これにより予荷重円錐状凹部６８’をボール
状端部５０’に押し付ける。図２のくさび型部材５３’
は、固定部材５２’と一体化されているので、図１の予
荷重テンション・ロッド５７及びナット５９を使わず
に、圧縮予荷重が得られる。歪み計でも良い予荷重セン
サ５６’は、アクチュエータ５５’からくさび型部材５
３’にかかる荷重を検出するように取付けられる。線６
２’は、荷重センサ５６’からの電気的出力を予荷重サ
ーボ駆動回路５８’の入力に接続し、そしてこの予荷重
サーボ駆動回路５８’の電気的出力信号は予荷重アクチ
ュエータ５５’の入力に接続される。
【００２６】ボール・ジョイントにかかる予荷重を増加
させるために、アクチュエータ５５’の厚みを拡張又は
増大させ、そして予荷重を減少させるために、アクチュ
エータ５５’を収縮又は厚みを縮小させるために、電子
的にプログラムされた予め定められているレベルを持つ
サーボ駆動回路５８’を用いられる。予荷重の大きさは
アクチュエータ５５’のバンド幅によってのみ限定され
る周波数で変更することもできる。サーボ駆動回路５
８’の他の入力６１’には、予荷重の希望値を設定する
ためのシステムコントローラからの入力が与えられる。
させるために、アクチュエータ５５’の厚みを拡張又は
増大させ、そして予荷重を減少させるために、アクチュ
エータ５５’を収縮又は厚みを縮小させるために、電子
的にプログラムされた予め定められているレベルを持つ
サーボ駆動回路５８’を用いられる。予荷重の大きさは
アクチュエータ５５’のバンド幅によってのみ限定され
る周波数で変更することもできる。サーボ駆動回路５
８’の他の入力６１’には、予荷重の希望値を設定する
ためのシステムコントローラからの入力が与えられる。
【００２７】図３では、図２の構造に類似した別の実施
例が示されている。但し、円錐状凹部及びボール状の端
部に圧力を加えるための構造が変更されている。
例が示されている。但し、円錐状凹部及びボール状の端
部に圧力を加えるための構造が変更されている。
【００２８】この実施例において、駆動ロッド５１”の
ボール状の端部５０”は、固定部材５２”及び予荷重部
材５３”のそれぞれの２つの円錐状凹部６７”と６８”
との間に位置決めされる。固定的な円錐状凹部６７”
は、移動される対象物体に取付けられる固定部材５２”
の上側表面に形成される。予荷重を与える円錐状凹部６
８”は、予荷重部材５３”の下側表面に形成され、この
予荷重部材５３”は、可撓性部分５４”を介して基部６
３”に一体化された端部６４”に一体的に結合されてい
る。従って、基部６３”へ図１のような細長い予荷重部
材を取り付ける必要はない。可撓性部分５４”によっ
て、部材５３”の予荷重円錐状凹部６８”をこの可撓性
部分５４”の回りに小さい角度で枢動させることができ
る。
ボール状の端部５０”は、固定部材５２”及び予荷重部
材５３”のそれぞれの２つの円錐状凹部６７”と６８”
との間に位置決めされる。固定的な円錐状凹部６７”
は、移動される対象物体に取付けられる固定部材５２”
の上側表面に形成される。予荷重を与える円錐状凹部６
８”は、予荷重部材５３”の下側表面に形成され、この
予荷重部材５３”は、可撓性部分５４”を介して基部６
３”に一体化された端部６４”に一体的に結合されてい
る。従って、基部６３”へ図１のような細長い予荷重部
材を取り付ける必要はない。可撓性部分５４”によっ
て、部材５３”の予荷重円錐状凹部６８”をこの可撓性
部分５４”の回りに小さい角度で枢動させることができ
る。
【００２９】予荷重アクチュエータ５５”は、予荷重部
材５３”及び予荷重円錐状凹部６８”を下方に押圧する
圧縮予荷重を付与するように取りつけられる。この圧縮
予荷重の供給は、基部６３”と一体化された予荷重テン
ションアーム７２を用いて達成される。予荷重センサ５
６”は、アクチュエータ５５”から予荷重部材５３”に
かかる荷重を検出するために取付けられる。
材５３”及び予荷重円錐状凹部６８”を下方に押圧する
圧縮予荷重を付与するように取りつけられる。この圧縮
予荷重の供給は、基部６３”と一体化された予荷重テン
ションアーム７２を用いて達成される。予荷重センサ５
６”は、アクチュエータ５５”から予荷重部材５３”に
かかる荷重を検出するために取付けられる。
【００３０】線６２”は、ひずみ計でも良い予荷重セン
サ５６”からの電気的出力を予荷重サーボ駆動回路５
８”の入力に接続し、そしてこの予荷重サーボ駆動回路
５８”の電気的出力信号は圧電性の予荷重アクチュエー
タ５５”の入力に接続される。軸受けにかかる予荷重を
増加させるために、アクチュエータ５５”の厚みを拡張
又は増大させ、そして予荷重を減少させるために、アク
チュエータ５５”を収縮又はその厚みを小さくさせるた
めに、電子的にプログラムされた予め定められているレ
ベルを持つサーボ駆動回路５８”が用いられる。予荷重
の大きさは、アクチュエータ５５”のバンド幅によって
のみ限定された周波数で変更することもできる。サーボ
駆動回路５８″の他の入力６１”には、予荷重の希望値
を設定するためのシステムコントローラからの入力が与
えられる。
サ５６”からの電気的出力を予荷重サーボ駆動回路５
８”の入力に接続し、そしてこの予荷重サーボ駆動回路
５８”の電気的出力信号は圧電性の予荷重アクチュエー
タ５５”の入力に接続される。軸受けにかかる予荷重を
増加させるために、アクチュエータ５５”の厚みを拡張
又は増大させ、そして予荷重を減少させるために、アク
チュエータ５５”を収縮又はその厚みを小さくさせるた
めに、電子的にプログラムされた予め定められているレ
ベルを持つサーボ駆動回路５８”が用いられる。予荷重
の大きさは、アクチュエータ５５”のバンド幅によって
のみ限定された周波数で変更することもできる。サーボ
駆動回路５８″の他の入力６１”には、予荷重の希望値
を設定するためのシステムコントローラからの入力が与
えられる。
【００３１】
【発明の効果】本発明の軸受けは上記のように構成され
ているので、高精度のＸ−Ｙ型位置決めシステムでの使
用に適している。特に、電子ビームシステムのメーカー
及びユーザによって使用されるような位置決めシステム
又は半導体製造業界での同じような種類のシステムでの
使用に適するものである。この軸受けシステムは、半導
体製造に必要なリソグラフィー的マスクの露光に用いら
れる電子ビームシステムに使用される。
ているので、高精度のＸ−Ｙ型位置決めシステムでの使
用に適している。特に、電子ビームシステムのメーカー
及びユーザによって使用されるような位置決めシステム
又は半導体製造業界での同じような種類のシステムでの
使用に適するものである。この軸受けシステムは、半導
体製造に必要なリソグラフィー的マスクの露光に用いら
れる電子ビームシステムに使用される。
【図面の簡単な説明】図１、図２及び図３には、駆動ロ
ッドの１つ及びステージプレートとの間のリンケージに
使用される円錐状軸受けを備えた本発明によるボール・
ジョイントの３つの実施例を示す。
ッドの１つ及びステージプレートとの間のリンケージに
使用される円錐状軸受けを備えた本発明によるボール・
ジョイントの３つの実施例を示す。
【図１】図１は、ボールジョイントを予荷重するための
自動調節アクチュエータを持つボールジョイント結合を
示す部分断面図である。
自動調節アクチュエータを持つボールジョイント結合を
示す部分断面図である。
【図２】図２は、図１のボールジョイント結合の変更態
様を示す図である。
様を示す図である。
【図３】図２に類似したボールジョイント結合の他の実
施態様を示す図であるが、ジョイントの円錐状凹部及び
ボール状端部に力を加えるための構造が変更されるもの
である。
施態様を示す図であるが、ジョイントの円錐状凹部及び
ボール状端部に力を加えるための構造が変更されるもの
である。
５０ ボール状端部 ５１ 駆動ロッド ５２ 固定部材 ５３ 予荷重部材 ５４ 可撓性部分 ５５ 予荷重アクチュエータ ５６ 予荷重センサ ５７ 予荷重テンションロッド ５８ 予荷重サーボ ５９ 予荷重テンションナット ６３ 基部 ６４ 端部 ６５ ネジ ６７ 円錐状凹部 ６８ 円錐状凹部 ７０ 開孔 ７４ 開孔 １５４ スロット ２５４ スロット
Claims (5)
- 【請求項１】 （ａ）ボール状端部を有するロッドと、 （ｂ）上記ボール状端部にそれぞれ係合する凹部を有す
る一対の部材と、 （ｃ）上記一対の部材のうちの一方の部材に結合され、
該一方の部材に予荷重を与える予荷重アクチュエータ
と、 （ｄ）上記一対の部材のうちの少なくとも一つの部材に
取り付けられた予荷重センサと、 （ｅ）該予荷重センサの出力に接続された入力及び上記
予荷重アクチュエータに接続された出力を有し、上記予
荷重センサの出力に応答して上記予荷重アクチュエータ
を附勢するサーボ駆動回路とを備えるボール型ピボット
・ジョイント。 - 【請求項２】上記凹部のそれぞれは、上記一対の部材の
互いに対面する表面に形成されて上記ボール状端部を収
容し、上記一対の部材は、それぞれの凹部を互いに近づ
け若しくは遠ざける方向に移動でき、該移動は上記予荷
重アクチュエータにより行われることを特徴とする請求
項１記載のボール型ピボット・ジョイント。 - 【請求項３】上記凹部は円錐状の形状を有することを特
徴とする請求項２記載のボール型ピボット・ジョイン
ト。 - 【請求項４】上記一対の部材は、固定部材及び該固定部
材に対して移動可能に取り付けられた可動部材を有し、
上記凹部のそれぞれは上記固定部材及び上記可動部材の
互いに対面する表面に形成されて上記ボール状端部を収
容し、該可動部材の一端は、可撓性部分を介して上記固
定部材に結合され、上記可動部材は、上記固定部材に対
してそれぞれの凹部を互いに近づけ若しくは遠ざける方
向に移動でき、そして該移動は上記予荷重アクチュエー
タにより行われることを特徴とする請求項１記載のボー
ル型ピボット・ジョイント。 - 【請求項５】上記凹部は円錐状の形状を有することを特
徴とする請求項４記載のボール型ピボット・ジョイン
ト。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/516,658 US5052844A (en) | 1990-04-30 | 1990-04-30 | Ball joint with dynamic preload adjustment |
| US516658 | 1990-04-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04228913A JPH04228913A (ja) | 1992-08-18 |
| JPH0733845B2 true JPH0733845B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=24056570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3089874A Expired - Lifetime JPH0733845B2 (ja) | 1990-04-30 | 1991-03-28 | ボール型ピボット・ジョイント |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5052844A (ja) |
| EP (1) | EP0455573A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0733845B2 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9402223D0 (en) * | 1994-02-05 | 1994-03-30 | Pilkington Perkin Elmer Ltd | Improvements in and relating to a locking arrangement |
| EP0891033A1 (en) * | 1997-07-08 | 1999-01-13 | Systems, Machines, Automation Components Corporation | Deformable shaft |
| DE19921576C1 (de) | 1999-05-10 | 2000-06-29 | Wolf Gmbh Richard | Kugelgelenkverbindung |
| US6595045B1 (en) | 2000-10-16 | 2003-07-22 | Veridian Engineering, Inc. | Vehicular sensors |
| ITBA20010022A1 (it) * | 2001-05-11 | 2002-11-11 | Jupiter Srl | Testa di precisione ad assi controllati con cambio automatico degli elettromandrini |
| US7048461B2 (en) | 2002-09-20 | 2006-05-23 | Trw Inc. | Ball joint assembly with wear indication |
| US20060029461A1 (en) * | 2004-08-05 | 2006-02-09 | Trw Automotive U.S. Llc | Ball joint assembly with wear indicating electrical circuit |
| DE112005003591A5 (de) * | 2005-03-22 | 2008-03-06 | Zf Friedrichshafen Ag | Gelenk für ein Kraftfahrzeug |
| US8753032B2 (en) * | 2009-10-28 | 2014-06-17 | Honda Motor Co., Ltd. | Friction controlled ball joint |
| US8682532B2 (en) | 2011-07-22 | 2014-03-25 | Honda Motor Co., Ltd. | Vehicle including friction control device and methods |
| CN104395860B (zh) | 2012-05-09 | 2018-06-22 | 苹果公司 | 用于确定计算设备中的反馈的阈值 |
| WO2013170099A1 (en) | 2012-05-09 | 2013-11-14 | Yknots Industries Llc | Calibration of haptic feedback systems for input devices |
| WO2013188307A2 (en) | 2012-06-12 | 2013-12-19 | Yknots Industries Llc | Haptic electromagnetic actuator |
| US9886116B2 (en) | 2012-07-26 | 2018-02-06 | Apple Inc. | Gesture and touch input detection through force sensing |
| US9304587B2 (en) * | 2013-02-13 | 2016-04-05 | Apple Inc. | Force sensing mouse |
| US20150242037A1 (en) | 2014-01-13 | 2015-08-27 | Apple Inc. | Transparent force sensor with strain relief |
| US10297119B1 (en) | 2014-09-02 | 2019-05-21 | Apple Inc. | Feedback device in an electronic device |
| US9939901B2 (en) | 2014-09-30 | 2018-04-10 | Apple Inc. | Haptic feedback assembly |
| US9798409B1 (en) | 2015-03-04 | 2017-10-24 | Apple Inc. | Multi-force input device |
| US10053109B2 (en) | 2016-02-26 | 2018-08-21 | Honda Motor Co., Ltd. | Systems and methods for controlling a vehicle including friction control device |
| DE102016205934B4 (de) * | 2016-04-08 | 2019-08-29 | Airbus Operations Gmbh | Gelenkvorrichtung und Führungsanordnung |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US852872A (en) * | 1906-04-18 | 1907-05-07 | John S Collins | Adjustable umbrella-support. |
| US2242215A (en) * | 1939-02-14 | 1941-05-20 | Singer Mfg Co | Universal joint |
| US3539208A (en) * | 1969-04-21 | 1970-11-10 | George E Gonsalves | Locking means for ball and socket joint |
| FR2157124A5 (ja) * | 1971-10-19 | 1973-06-01 | Boublil Charles | |
| JPH0619172B2 (ja) * | 1986-06-13 | 1994-03-16 | 武蔵精密工業株式会社 | ボ−ルジヨイント |
-
1990
- 1990-04-30 US US07/516,658 patent/US5052844A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-03-28 JP JP3089874A patent/JPH0733845B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1991-03-29 EP EP91480056A patent/EP0455573A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0455573A1 (en) | 1991-11-06 |
| US5052844A (en) | 1991-10-01 |
| JPH04228913A (ja) | 1992-08-18 |
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