JPH0743430B2 - Fine feeder - Google Patents
Fine feederInfo
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- JPH0743430B2 JPH0743430B2 JP2058675A JP5867590A JPH0743430B2 JP H0743430 B2 JPH0743430 B2 JP H0743430B2 JP 2058675 A JP2058675 A JP 2058675A JP 5867590 A JP5867590 A JP 5867590A JP H0743430 B2 JPH0743430 B2 JP H0743430B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、例えば半導体製造装置に組込まれて、ウェ
ハステージ側を直線方向に微細送りする、あるいは光学
機器においてミラーホルダーの位置決めをする等の超微
細な位置決めをおこなうための微細送り装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention is incorporated in, for example, a semiconductor manufacturing apparatus to finely feed a wafer stage side in a linear direction, or to position a mirror holder in an optical device. The present invention relates to a fine feeding device for performing ultrafine positioning.
[従来の技術] 従来の微細送り装置として、いわゆる駆動源が圧電素子
であるリニアモータを用いたものがあり、圧電素子を作
動させ、その伸長力を直進方向で取出して微細送りをお
こなう構成の装置が知られている。[Prior Art] As a conventional fine feed device, there is one in which a linear motor whose drive source is a piezoelectric element is used, and the fine feed is performed by operating the piezoelectric element and extracting the extension force in a straight direction. The device is known.
又、回転移動を直進移動に変換するマイクロメータヘッ
ドの入力回転軸に、ステップモータを連結させ、ステッ
プモータを微細に回転させることにより微細な直進送り
を得るという構成の微細送り装置が知られている。Further, there is known a fine feed device having a structure in which a step motor is connected to an input rotary shaft of a micrometer head for converting a rotary movement into a straight movement, and a fine straight feed is obtained by finely rotating the step motor. There is.
更に、マイクロメータヘッドの入力軸に、回転駆動源が
圧電素子である圧電式モータを連結させてなる微細送り
装置が知られている。Further, there is known a fine feed device in which a piezoelectric motor whose rotary drive source is a piezoelectric element is connected to an input shaft of a micrometer head.
[発明が解決しようとする課題] 駆動源が圧電素子であるリニアモータを用いた微細送り
装置では、最小作動単位である1ステップだけ駆動源を
作動させると、移動部材が数十nm〜数μmだけ微細送り
される。しかし、半導体製造装置のウェハステージの微
細送りでは最小の送り距離が10〜20nm程度であることが
求められ、圧電式リニアモータを用いた微細送り装置で
は十分に微細な送りが得られないという問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] In a fine feed device using a linear motor whose drive source is a piezoelectric element, when the drive source is operated for only one step, which is the minimum operation unit, the moving member moves several tens of nm to several μm. Only fine feed. However, in the fine feed of the wafer stage of the semiconductor manufacturing equipment, the minimum feed distance is required to be about 10 to 20 nm, and the fine feed device using the piezoelectric linear motor cannot obtain sufficiently fine feed. was there.
又、マイクロメータヘッドとステップモータを組合せて
なる微細送り装置では、ステップモータは一回転に対す
るステップの数を大きくすることができる。しかし、ス
テップの数を大きくすると電圧印加のコントロールが難
しくなり、結果的に直進送りの最小距離はせいぜい50nm
程度しか得られないという問題があった。Further, in the fine feed device which is a combination of the micrometer head and the step motor, the step motor can increase the number of steps per one rotation. However, if the number of steps is increased, it becomes difficult to control the voltage application, and as a result, the minimum distance for straight feed is 50 nm at most.
There was a problem that you could only get a degree.
更に、マイクロメータヘッドと圧電式モータを組合せて
なる微細送り装置において、圧電式モータとして例えば
特開昭63−39477号公報、特開昭61−224886号公報等で
示されたものが挙げられる。特開昭63−39477号公報で
示された圧電式モータでは、8個の圧電素子を備えてい
てコスト高になると共に圧電素子への電圧印加のコント
ロールが煩雑であるという問題があった。又、固定子と
移動子が円状周面を有しており、製造が難しいという問
題もあった。Further, in a fine feed device including a combination of a micrometer head and a piezoelectric motor, examples of the piezoelectric motor include those disclosed in JP-A-63-39477 and JP-A-61-224886. The piezoelectric motor disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-39477 has a problem in that it has eight piezoelectric elements, the cost is high, and control of voltage application to the piezoelectric elements is complicated. Further, since the stator and the mover have a circular peripheral surface, there is a problem that manufacture is difficult.
他方、特開昭61−224886号公報で示された圧電式モータ
では、ハウジングの形状が複雑であることより製造が難
しく、又部材点数が多く製造と組立が煩雑であるという
問題があった。On the other hand, the piezoelectric motor disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-224886 has a problem that it is difficult to manufacture due to the complicated shape of the housing, and the number of members is large and the manufacturing and assembling are complicated.
この発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、十
分に微細な距離の送りが可能であり、又送りの制御が煩
雑にならず、加えて使用部材の点数が少なく、且つ部材
の製造が簡便であり、従ってコストダウンを計ることが
できる微細送り装置を提供するものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, it is possible to feed a sufficiently fine distance, the feeding control is not complicated, and the number of used members is small, and the manufacturing of the member The present invention provides a fine feeding device which is simple and can therefore reduce the cost.
[課題を解決するための手段] この発明は、回転体の特定部を筒体の内側円周面に当接
させ、圧電素子に伸長作用をおこなわせることによって
回転体に与えられる、変位量が微細な回転モーメントを
直進方向の送りに変換して微細送りをおこなう微細送り
装置である。[Means for Solving the Problem] According to the present invention, the amount of displacement given to the rotating body by bringing the specified portion of the rotating body into contact with the inner circumferential surface of the cylindrical body and causing the piezoelectric element to expand It is a fine feed device that performs fine feed by converting a fine rotational moment into a linear feed.
その詳細な構成は、内側面が円形である筒体と、その筒
体の軸線と軸線を共通にする回転軸部を有し、且つ前記
筒体の内側円周面に当接する当接部を有する回転体と、
その回転体の回転軸部への方向に対する伸長方向が略直
交する方向で回転体に配設固定される圧電素子と、その
圧電素子に隣接して設けられ、圧電素子の伸長作動を回
転体の回転駆動力に変えるための慣性体と、圧電素子に
所望の電圧を印加する電圧印加手段と、前記回転体の回
転軸部と連結し、回転移動を直進移動に変換する変換手
段が備えられてなる微細送り装置である。The detailed configuration includes a tubular body having an inner side surface of a circular shape, a rotary shaft portion having an axis line in common with an axis line of the tubular body, and an abutting portion abutting on an inner circumferential surface of the tubular body. A rotating body having
A piezoelectric element disposed and fixed to the rotating body in a direction in which the extending direction of the rotating body with respect to the direction of the rotating shaft is substantially orthogonal to the rotating body, and the piezoelectric element is provided adjacent to the piezoelectric element to extend the piezoelectric element. An inertial body for changing into a rotational driving force, a voltage applying means for applying a desired voltage to the piezoelectric element, and a converting means for connecting a rotary shaft portion of the rotary body and converting a rotational movement into a linear movement are provided. It is a fine feeding device.
尚、回転体の当接部と筒体内側円周面の間に生じる、い
わゆるガタを吸収する、或いは筒体内側円周面の加工精
度が不十分である場合等に対するものとして、回転体
が、回転体本体と当接部の間に、当接部の筒体内側円周
囲への押圧力を調整し得る手段を備えて構成された微細
送り装置が挙げられ、その手段の具体例としてスプリン
グが挙げられる。Incidentally, as for the case where the so-called play generated between the abutting portion of the rotating body and the inner circumferential surface of the cylindrical body is absorbed, or the processing accuracy of the inner circumferential surface of the cylindrical body is insufficient, the rotating body is There is a fine feed device configured to have a means for adjusting the pressing force of the contact part on the inner circumference of the cylinder between the rotating body and the contact part, and a spring is a specific example of the means. Is mentioned.
又、回転体の回転に滑らかさを確保させる等に対して、
回転体の当接部材が、回転体本体側に支持された回転部
材である微細送り装置が挙げられる。Also, for ensuring the smoothness of rotation of the rotating body,
There is a fine feed device in which the abutting member of the rotating body is a rotating member supported on the rotating body main body side.
[作用] 圧電素子を数万ステップ作動すると、回転体が筒体に対
して相対的に一回転する。[Operation] When the piezoelectric element is operated for tens of thousands of steps, the rotating body makes one rotation relative to the cylindrical body.
作動の制御は、使用圧電素子への電圧印加の制御のみで
ある。The control of the operation is only the control of the voltage application to the used piezoelectric element.
微細送り装置は、内側面が円形である一個の筒体、一個
の回転体、圧電素子、慣性体、電圧印加手段、回転移動
を直進移動に変換する手段から構成されている。The fine feeding device is composed of a cylindrical body whose inner surface is circular, a rotating body, a piezoelectric element, an inertial body, a voltage applying means, and a means for converting rotational movement into linear movement.
[実施例] この発明を、第1〜6図に示す実施例に基づき詳述す
る。しかし、この実施例によって、この発明が限定され
るものではない。Embodiments The present invention will be described in detail based on the embodiments shown in FIGS. However, the present invention is not limited to the embodiments.
微細送り装置1は第1〜3図に示すように、筒体2と、
回転体3と、圧電素子4,5と、慣性体6,7と、電圧印加手
段8と、変換手段9から構成されている。As shown in FIGS. 1 to 3, the fine feeding device 1 includes a cylindrical body 2,
It comprises a rotating body 3, piezoelectric elements 4 and 5, inertial bodies 6 and 7, a voltage applying means 8 and a converting means 9.
筒体2は、滑らかな内側円周面10が備えられると共に、
後部が平板状の壁11で閉塞されている。壁11は、変換手
段9を嵌入させて固定保持すると共に、筒体2の形状の
保持をおこなっている。The cylindrical body 2 is provided with a smooth inner circumferential surface 10, and
The rear part is closed by a flat wall 11. The wall 11 holds the shape of the cylindrical body 2 while inserting and fixing the conversion means 9 therein.
回転体3は、回転体本体12と、回転軸部13と、筒体2の
内側円周面10に当接する当接部14が備えられている。回
転軸部13は、当接部14が内側円周面10に当接するように
回転体3を筒体2に対して所定の位置に配置すると、軸
線が内側円周面10の軸線と一致するように形成されてい
る。The rotary body 3 includes a rotary body 12, a rotary shaft portion 13, and a contact portion 14 that contacts the inner circumferential surface 10 of the tubular body 2. When the rotating body 3 is arranged at a predetermined position with respect to the tubular body 2 so that the contact portion 14 contacts the inner circumferential surface 10, the axis of the rotating shaft portion 13 coincides with the axis of the inner circumferential surface 10. Is formed.
尚、当接部14は、具体的にはベアリング(図示省略)で
支持された回転部材である。又、回転体本体12と当接部
14である回転部材との間には、当接部14内側円周面10に
当接して押圧する力を調整する手段15が設けられてい
る。つまり、回転体本体12に凹部16が形成されると共
に、当接部14を支持する支持体17が凹部16に嵌合され、
更に凹部16と支持体17の間にコイルばね18が配設されて
いる。19は、回転体本体12に螺合して、回転体本体12に
対して支持体17が回転することを防ぐためのビスであ
る。The contact portion 14 is specifically a rotating member supported by a bearing (not shown). Also, the rotating body 12 and the contact portion
Between the rotating member 14 and the rotating member 14, there is provided a means 15 for adjusting the force of contacting and pressing the inner circumferential surface 10 of the contact portion 14. That is, the recess 16 is formed in the rotary body 12, and the support 17 that supports the contact portion 14 is fitted in the recess 16.
Further, a coil spring 18 is arranged between the recess 16 and the support 17. Reference numeral 19 denotes a screw that is screwed into the rotating body body 12 to prevent the support body 17 from rotating with respect to the rotating body body 12.
圧電素子4,5は、回転体3であって回転軸部13と当接部1
4と共に三角形を形成する部位、つまり回転軸部13と当
接部14を結ぶ線上から外れた部位に配設固定されてい
る。又、圧電素子4,5は、配設されている部位から回転
軸部13に向う方向と直交する方向に伸長するように、伸
長方向が決められている。圧電素子4,5は、印加される
電圧に対して第4図に示すように伸長(変位)を生じる
ものである。The piezoelectric elements 4 and 5 are the rotating body 3 and include the rotating shaft portion 13 and the contact portion 1
It is arranged and fixed at a site forming a triangle together with 4, that is, a site deviated from the line connecting the rotating shaft part 13 and the contact part 14. The extension directions of the piezoelectric elements 4 and 5 are determined so as to extend in a direction orthogonal to the direction toward the rotary shaft portion 13 from the disposed portion. The piezoelectric elements 4 and 5 expand (displace) with respect to the applied voltage as shown in FIG.
慣性体6及び7はそれぞれ、圧電素子4及び5が伸長作
用を行った際に回転体3に回転モーメントを与えるため
のものである。The inertial bodies 6 and 7 are for giving a rotation moment to the rotating body 3 when the piezoelectric elements 4 and 5 perform extension action, respectively.
電圧印加手段8は第5図に示すように15V〜85Vの間で、
最低印加電圧と最大印加電圧の間で移動が互いに逆向き
となるように、圧電素子4及び5に電圧印加するもので
ある。電圧印加手段8の前面は、カウンタ21及び22を備
えた操作パネル23となっている。操作者は、操作パネル
23から圧電素子4,5に所望の伸長作動回数を操作するこ
とができる。カウンタ21は、圧電素子4,5の伸長作動し
ている回数をカウント表示する。カウンタ22は、カウン
タ21のカウント数に基づき出力部材20の直進移動距離を
表示するためのものである。The voltage applying means 8 is between 15V and 85V as shown in FIG.
The voltage is applied to the piezoelectric elements 4 and 5 so that the movements are opposite to each other between the minimum applied voltage and the maximum applied voltage. The front surface of the voltage applying means 8 is an operation panel 23 having counters 21 and 22. Operator on the operation panel
It is possible to operate the piezoelectric elements 4 and 5 from 23 with a desired number of extension operations. The counter 21 counts and displays the number of times the piezoelectric elements 4, 5 are extended. The counter 22 is for displaying the straight movement distance of the output member 20 based on the count number of the counter 21.
変換手段9は、回転体3の回転移動(矢印A方向)を回
転軸部13から受取り、直進移動(矢印B方向)に変換す
るものである。変換手段9は、具体的には直動式のマイ
クロメータヘッドであり、一回転の回転移動を0.5mmの
直進移動に変換する。The conversion means 9 receives the rotational movement (direction of arrow A) of the rotating body 3 from the rotary shaft portion 13 and converts it into straight movement (direction of arrow B). The conversion means 9 is specifically a linear-acting micrometer head, and converts the rotational movement of one rotation into a linear movement of 0.5 mm.
微細送り装置1は、上述したように構成されている。以
下において、微細送り装置1の作動を説明する。The fine feeding device 1 is configured as described above. The operation of the fine feeding device 1 will be described below.
電圧印加手段8を操作して、圧電素子4及び5にそれぞ
れ第5図に示すように、15〜85Vの間で互いに印加する
電圧の変化が逆向きの電圧を印加する。この電圧印加を
受けた圧電素子4は、最初に第6図に示した点CからD
までの距離だけ急激に伸長し、この急激な伸長によって
慣性体6と回転体3の間に矢印E方向の反撥力が生じ
る。この反撥力のうち回転体3に作用する反撥力は、回
転駆動力となって回転体3を矢印A方向にごく僅かだけ
回転する。By operating the voltage applying means 8, as shown in FIG. 5, the voltages applied to the piezoelectric elements 4 and 5 are opposite to each other in the change of the applied voltage between 15 and 85V. The piezoelectric element 4 which has received this voltage application is initially from point C to D shown in FIG.
Up to the distance up to, and due to this rapid expansion, a repulsive force in the direction of arrow E is generated between the inertial body 6 and the rotating body 3. Of these repulsive forces, the repulsive force acting on the rotating body 3 becomes a rotational driving force and rotates the rotating body 3 in the direction of arrow A only slightly.
次に、第6図に示した点Dから点Fまでの距離だけゆっ
くりと圧電素子4の前記の伸長を解除すると、当接部14
が筒体2の内側円周面10に当接していて摩擦力が働き、
回転体3は筒体2に対してそのままの位置を保持する。Then, when the extension of the piezoelectric element 4 is slowly released by the distance from the point D to the point F shown in FIG.
Is in contact with the inner circumferential surface 10 of the cylindrical body 2 and frictional force acts,
The rotating body 3 holds the same position with respect to the cylindrical body 2.
更に、点Fで圧電素子4の前記伸長の解除を急激に停止
すると、慣性体6が圧電素子4を介して回転体3に衝突
したと同じ力が回転体3に作用し、この力は回転体3を
更にごく僅かだけ矢印A方向に回転する。Further, when the release of the expansion of the piezoelectric element 4 is suddenly stopped at the point F, the same force as when the inertial body 6 collides with the rotating body 3 via the piezoelectric element 4 acts on the rotating body 3, and this force rotates. The body 3 is rotated in the direction of the arrow A only slightly more.
他方、圧電素子5、慣性体7及び回転体3については、
回転体3の圧電素子5の取付け部位において、圧電素子
4とは大きさが全く同じで且つ逆向きの力が作用する。
圧電素子5によって回転体3に作用する力は、圧電素子
4によって回転体3に作用する回転体3の部位と回転軸
部13に関して対称の位置にあるから、圧電素子4によっ
て回転体3に作用する力と全く同じとなる。On the other hand, regarding the piezoelectric element 5, the inertial body 7 and the rotating body 3,
At the mounting portion of the piezoelectric element 5 of the rotating body 3, a force having the same size as the piezoelectric element 4 but in the opposite direction acts.
Since the force acting on the rotating body 3 by the piezoelectric element 5 is symmetrical with respect to the portion of the rotating body 3 acting on the rotating body 3 by the piezoelectric element 4 with respect to the rotation shaft portion 13, it acts on the rotating body 3 by the piezoelectric element 4. It is exactly the same as the power to do.
つまり、圧電素子4及び5は、回転体3に同じ大きさで
あって回転方向が同じ回転力を回転体3に同時に与え
る。そうして、圧電素子4及び5の伸長によって回転体
3が回転すると、回転軸部13から変換手段9に回転移動
の力が送られる。That is, the piezoelectric elements 4 and 5 simultaneously apply to the rotating body 3 a rotating force having the same size and the same rotating direction as the rotating body 3. Then, when the rotator 3 is rotated by the expansion of the piezoelectric elements 4 and 5, the rotational movement force is transmitted from the rotary shaft portion 13 to the conversion means 9.
変換手段9は、回転軸部13からの入力を受けて、出力部
材20を矢印B方向に直進移動させる。The converting means 9 receives the input from the rotary shaft portion 13 and moves the output member 20 in a straight line in the arrow B direction.
一方、圧電素子4及び5にそれぞれ上記とは逆向きの電
圧を印加すると、結果的に回転体3は矢印A方向と逆方
向に回転し、出力部材20は矢印B方向と逆方向に前記の
場合と同じ距離だけ直進する。つまり、微細送り装置1
は、正逆両方向の微細送りが可能である。On the other hand, when voltages opposite to the above are applied to the piezoelectric elements 4 and 5, respectively, the rotating body 3 consequently rotates in the direction opposite to the arrow A direction, and the output member 20 moves in the direction opposite to the arrow B direction. Go straight for the same distance. That is, the fine feeding device 1
Is capable of fine feed in both forward and reverse directions.
ここで、圧電素子4及び5の伸長作動の一周期を1ステ
ップとすると、圧電素子4及び5が約50000ステップの
伸長作動することによって回転体3が一回転する。つま
り、圧電素子4及び5の伸長作動を約50000ステップお
こなわせて、出力部材20が0.5mmだけ直進移動すること
になる。そうして、圧電素子4及び5は最小で1ステッ
プ毎に制御が可能であるから、回転体3の回転は圧電素
子4及び5の1ステップムに対応する回転量である約5
万分の1回転が制御可能であり、更には出力部材20の直
進移動距離は回転体3の約5万分の1回転に対応する約
10nmが制御可能となる。Here, assuming that one cycle of the extension operation of the piezoelectric elements 4 and 5 is one step, the rotary element 3 rotates once by the extension operation of the piezoelectric elements 4 and 5 of about 50,000 steps. That is, the output members 20 are moved straight by 0.5 mm by performing the expansion operation of the piezoelectric elements 4 and 5 for about 50,000 steps. Then, since the piezoelectric elements 4 and 5 can be controlled at a minimum step by step, the rotation of the rotating body 3 is about 5 which corresponds to one step of the piezoelectric elements 4 and 5.
One-millionth rotation can be controlled, and further, the linear movement distance of the output member 20 corresponds to about one-50,000th rotation of the rotating body 3.
10nm can be controlled.
微細送り装置1は、二つの圧電素子4及び5への電圧印
加の制御をおこなうだけでよく、複雑なコントローラを
必要としない。又、微細送り装置は、構成部材が筒体
2、回転体3、圧電素子4,5、慣性体6,7、電圧印加手段
8、及び変換手段9であって部品点数も少なく、更に製
造の煩雑となる部材を必要としない。従って、微細送り
装置1は、コストの低減化が可能である。殊に、上述し
た微細送り装置1ではより大きな回転駆動力を得るため
に二つの圧電素子4,5を用いているが、本発明は唯一つ
の圧電素子を用いてなるものでもよい。従って、本発明
は、使用圧電素子の電圧印加の制御の簡便化及び使用部
品点数のより減少化が可能であり、より一層のコストダ
ウン化を計ることができる。The fine feed device 1 only needs to control the voltage application to the two piezoelectric elements 4 and 5, and does not need a complicated controller. Further, the fine feeding device has a cylindrical body 2, a rotating body 3, piezoelectric elements 4,5, inertial bodies 6 and 7, a voltage applying means 8 and a converting means 9 as the constituent members, and the number of parts is small, and further, the manufacturing is performed. No complicated member is required. Therefore, the fine feed device 1 can reduce the cost. In particular, the above-described fine feed device 1 uses the two piezoelectric elements 4 and 5 in order to obtain a larger rotational driving force, but the present invention may use only one piezoelectric element. Therefore, according to the present invention, it is possible to simplify the control of the voltage application of the piezoelectric element to be used and further reduce the number of parts to be used, and it is possible to further reduce the cost.
更に、微細送り装置1には回転体3の回転体本体12と当
接部14との間に当接部14の内側円周面10への押圧力を調
整する手段15が設けられていることにより、前記押圧力
を調整できると共に、当接部14と内側円周面10との間に
生じるガタを吸収し、更には内側円周面10の加工精度が
不十分な場合であっても、圧電素子4,5の伸長作動を確
実に回転体3の回転力に変えることができ、このことに
よって回転体3の回転にムラのない構成となっている。Further, the fine feeding device 1 is provided with means 15 for adjusting the pressing force of the contact portion 14 on the inner circumferential surface 10 between the rotor body 12 and the contact portion 14 of the rotor 3. With the above, it is possible to adjust the pressing force, absorb backlash generated between the abutting portion 14 and the inner circumferential surface 10, and even if the working accuracy of the inner circumferential surface 10 is insufficient, The expansion operation of the piezoelectric elements 4 and 5 can be surely converted into the rotational force of the rotating body 3, which allows the rotating body 3 to rotate uniformly.
加えて、微細送り装置1では回転体3の当接部14をベア
リングで支持された回転部材としていることより、上記
の調整手段15とも共働して、回転体3が筒体2に当接し
ながらの回転がより滑らかになっている。In addition, since the contact portion 14 of the rotating body 3 is the rotating member supported by the bearing in the fine feed device 1, the rotating body 3 contacts the cylindrical body 2 in cooperation with the adjusting means 15 described above. While the rotation is smoother.
微細送り装置1では、圧電素子4及び5の出力の大きさ
を相等しい構成としているが、出力時期が一致していれ
ばよく、出力の大きさが相等しい構成でなくともよい。
又、本発明は、回転体3の回転駆動力が小さくてよい場
合には既述したように使用する圧電素子を一個とした構
成であってもよく、大きな回転駆動力を得たい場合には
三個以上の圧電素子を用いた構成とすることもできる。In the fine feed device 1, the piezoelectric elements 4 and 5 have the same output magnitude, but the output timings may be the same, and the output magnitudes need not be the same.
Further, the present invention may be configured such that one piezoelectric element is used as described above when the rotational driving force of the rotating body 3 may be small, and when a large rotational driving force is desired, A configuration using three or more piezoelectric elements can also be used.
微細送り装置1では変換手段9が直動式のマイクロメー
タヘッドを挙げているが、出力部材が直進移動と共に回
転する転動式のマイクロメータヘッドといったものであ
ってもよい。In the fine feed device 1, the conversion means 9 is a direct acting type micrometer head, but it may be a rolling type micrometer head in which the output member is rotated along with the rectilinear movement.
微細送り装置1は、粗動送り装置と組合せることによっ
て、送り距離の大きな送り装置を構成することができ
る。By combining the fine feed device 1 with the coarse movement feed device, a feed device having a long feed distance can be configured.
微細送り装置1は、送り距離を検出する手段と共に、自
動送り装置を構成することができる。The fine feeding device 1 can constitute an automatic feeding device together with a means for detecting the feeding distance.
[発明の効果] この発明は、送り距離が十分に微細であって、装置の制
御が簡便であり、使用する部品の点数が少なく、且つ各
部材の製造が簡便であり、更にはこのことによりコスト
ダウンを計ることができる微細送り装置である。EFFECTS OF THE INVENTION The present invention has a sufficiently fine feed distance, is easy to control the device, has a small number of parts to be used, and is easy to manufacture each member. It is a fine feed device that can reduce costs.
又、本発明は回転体の筒体内側円周面への当接する押圧
力を調整する手段を備えることができ、その手段を備え
ることによって回転体と筒体との間に生じるガタを吸
収、筒体内側円周面の加工精度が低い場合に生じる回転
駆動力のムラの排除を得ることができる。Further, the present invention can include means for adjusting the pressing force of the rotating body that abuts on the inner circumferential surface of the cylindrical body, and by providing the means, it is possible to absorb backlash generated between the rotating body and the cylindrical body, It is possible to eliminate the unevenness of the rotation driving force that occurs when the machining accuracy of the cylindrical inner circumferential surface is low.
更に、本発明は回転体の筒体に当接する部材を回転部材
にして構成することができ、この構成によって回転体の
回転をより滑らかにさせることができる。Further, in the present invention, the member that abuts on the cylindrical body of the rotating body can be configured as a rotating member, and this configuration can make the rotation of the rotating body smoother.
第1図はこの発明の一実施例の斜視図、第2図は一部省
略及び一部切欠きを含む、前記実施例の正面図、第3図
は第2のI−I断面図、第4図はこの実施例に用いられ
る圧電素子の特性を示す特性説明図、第5図はこの実施
例の圧電素子に印加する電圧と時間との関係を示す関係
説明図、第6図はこの実施例の圧電素子の変位量と時間
との関係を示す関係説明図である。 1……微細送り装置、2……筒体、3……回転体、4,5
……圧電素子、6,7……慣性体、8……電圧印加手段、
9……変換手段、10……内側円周面、13……回転軸部、
14……当接部、20……出力部材。FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the embodiment with some omissions and some notches, and FIG. 3 is a second I-I sectional view. FIG. 4 is a characteristic explanatory view showing the characteristic of the piezoelectric element used in this embodiment, FIG. 5 is a relational explanatory view showing the relationship between the voltage applied to the piezoelectric element of this embodiment and time, and FIG. It is a relationship explanatory view which shows the relationship between the displacement amount of an example piezoelectric element, and time. 1 ... Fine feed device, 2 ... Cylindrical body, 3 ... Rotating body, 4,5
...... Piezoelectric element, 6,7 ...... Inertial body, 8 ...... Voltage applying means,
9 ... conversion means, 10 ... inner circumferential surface, 13 ... rotating shaft part,
14 ... Contact part, 20 ... Output member.
Claims (3)
線と軸線を共通にする回転軸部を有し、且つ前記筒体の
内側円周面に当接する当接部を有する回転体と、その回
転体の回転軸部への方向に対する伸長方向が略直交する
方向で回転体に配設固定される圧電素子と、その圧電素
子に隣接して設けられ、圧電素子の伸長作動を回転体の
回転駆動力に変えるための慣性体と、圧電素子に所望の
電圧を印加する電圧印加手段と、前記回転体の回転軸部
と連結し、回転移動を直進移動に変換する変換手段が備
えられてなる微細送り装置。1. A cylindrical body having an inner surface of a circular shape, a rotary shaft portion having an axis line common to the axial line of the cylindrical body, and an abutting portion abutting on an inner circumferential surface of the cylindrical body. A rotating body, a piezoelectric element disposed and fixed to the rotating body in a direction in which the extending direction of the rotating body with respect to the direction of the rotating shaft is substantially orthogonal to the rotating body, and the piezoelectric element provided adjacent to the piezoelectric element and extending the piezoelectric element. An inertial body for changing the rotational driving force of the rotating body, a voltage applying means for applying a desired voltage to the piezoelectric element, and a rotating shaft part of the rotating body, and a converting means for converting a rotational movement into a linear movement. A fine feeding device provided with.
部の筒体の内側円周面への押圧力を調整し得る手段が備
えられてなる請求の範囲1に記載の微細送り装置。2. The device according to claim 1, further comprising means for adjusting a pressing force of the contact portion against the inner circumferential surface of the cylindrical body between the rotation body and the contact portion of the rotating body. Fine feed device.
た回転部材である請求の範囲1又は2に記載の微細送り
装置。3. The fine feed device according to claim 1, wherein the contact portion of the rotating body is a rotating member supported on the rotating body main body side.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2058675A JPH0743430B2 (en) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | Fine feeder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2058675A JPH0743430B2 (en) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | Fine feeder |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03259793A JPH03259793A (en) | 1991-11-19 |
| JPH0743430B2 true JPH0743430B2 (en) | 1995-05-15 |
Family
ID=13091154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2058675A Expired - Lifetime JPH0743430B2 (en) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | Fine feeder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743430B2 (en) |
-
1990
- 1990-03-09 JP JP2058675A patent/JPH0743430B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03259793A (en) | 1991-11-19 |
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