載物台用送り機構
【課題】回転軸と推進構造部との接触圧力について制約がなくステージの大型化に対応可能であり、さらに粗動移動時においてステージあるいは推進構造部と他の構成部材との衝突を回避することができる載物台用送り機構を提供すること。
【解決手段】物体を載置する載物台と、回動によって前記載物台を駆動する駆動軸と、前記駆動軸を加圧保持して前記駆動軸の回動を前記載物台の駆動に変換する変換部と、前記変換部の前記駆動軸に対する加圧保持および加圧解除を行うアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御部とを備えたことを特徴とする載物台用送り機構。
【解決手段】物体を載置する載物台と、回動によって前記載物台を駆動する駆動軸と、前記駆動軸を加圧保持して前記駆動軸の回動を前記載物台の駆動に変換する変換部と、前記変換部の前記駆動軸に対する加圧保持および加圧解除を行うアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御部とを備えたことを特徴とする載物台用送り機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、載物台を送るための載物台用送り機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定あるいは観察するための物体を載置する載物台を送るための直線送り機構には、直線送りねじ機構や直線摩擦送り機構等がある（例えば、特許文献１参照。）。これらの直線送り機構は、回転軸が回転することにより回転軸に平行な推進力を発生させる構造部材（以下、推進構造部という。）で回転軸を挟持し、当該推進構造部に接する載物台を移動する構造である。しかし、載物台を長い距離移動させる際には、このような機構では効率が悪い。
【０００３】
そこで、必要な際に、推進構造部による回転軸の挟持を解放して回転軸と推進構造部との接触を無くし、推進構造部あるいは載物台に直接外力を加えて、載物台を素早く目標位置付近に移動させる方法がある。
【０００４】
推進構造部で回転軸を挟持した状態での回転軸の回転による載物台の移動を微動移動とし、回転軸と推進構造部との接触を無くした状態での外力による載物台の移動を粗動移動とし、微動移動と粗動移動とを組み合わせることで効率よく目標位置に到達できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３２７７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなステージの微動移動と粗動移動とを切り替える際、推進構造部に回転軸を挟持させる、あるいは推進構造部による回転軸の挟持を解放させる方法として、手動でレバーを操作して推進構造部を直接駆動させ、回転軸を挟持あるいは解放する方法がある。近年、ステージが大型化し、これに伴い推進構造部の回転軸を挟持する力が大きくなってきているが、推進構造部の回転軸を挟持する力が大きくなると、推進構造部を駆動させるために必要な力も大きくなる。しかし対応可能な力の大きさには限度がある。
【０００７】
また、ステージを粗動移動によって移動可能範囲の限界位置まで移動させると、ステージあるいは推進構造部が他の構成部材と衝突することでステージが機械的に停止し、その結果ステージに衝撃が発生し、ステージ上の物体にその衝撃が伝わってしまうといったことがある。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、回転軸と推進構造部との接触圧力について制約がなくステージの大型化に対応可能であり、さらに粗動移動時においてステージあるいは推進構造部と他の構成部材との衝突を回避することができる載物台用送り機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る載物台用送り機構は、物体を載置する載物台と、回動によって前記載物台を駆動する駆動軸と、前記駆動軸を加圧保持して前記駆動軸の回動を前記載物台の駆動に変換する変換部と、前記変換部の前記駆動軸に対する加圧保持および加圧解除を行うアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回転軸と推進構造部との接触圧力について制約がなくステージの大型化に対応可能であり、さらに粗動移動時においてステージあるいは推進構造部と他の構成部材との衝突を回避することができる載物台用送り機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る載物台用送り機構の構成を示す断面図である。
【図２】第１実施形態における一対のハーフナットと送りねじとを軸方向から見た断面図であり、（ａ）は一対のハーフナットが閉じている状態を示し、（ｂ）は一対のハーフナットが開いている状態を示している。
【図３】載物台用送り機構の操作部を示す斜視図である。
【図４】第１実施形態における一対のハーフナットに弾性部材を組み合わせた構成を示す図である。
【図５】第２実施形態に係る載物台用送り機構の構成を示す断面図である。
【図６】第２実施形態における一対のハーフナットと送りねじとを軸方向から見た断面図であり、（ａ）は一対のハーフナットが閉じている状態を示し、（ｂ）は一対のハーフナットが開いている状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る載物台用送り機構の構成を示す断面図である。また、図２の各図は第１実施形態における一対のハーフナットと送りねじとを軸方向から見た断面図であり、（ａ）は一対のハーフナットが閉じている状態を示し、（ｂ）は一対のハーフナットが開いている状態を示している。
【００１４】
なお、以下の説明は、載物台を一方向（例えばＸ軸方向）へ移動するための送り機構についての説明であるが、本実施形態では他の方向（例えばＹ軸方向）の移動についても同様の送り機構が設けられており、Ｘ軸方向およびＹ軸方向へそれぞれ粗動移動と微動移動とを組み合わせて載物台を水平方向に移動させることができるようになっている。本明細書においては、説明の重複を避けるため、他の方向の送り機構についての説明は省略する。
【００１５】
第１実施形態に係る載物台用送り機構は、図１に示すように、底板１と側壁４ａ、４ｂとで断面が略Ｕ字状に形成された架台７と、対向する側壁４ａ、４ｂ間に延在する軸部材である送りねじ１０と、架台７に対して移動可能に配設された載物台（ステージ）１３と、架台７に対する載物台１３の位置を測定するリニアエンコーダ１６と、リニアエンコーダ１６からの測定信号を処理する制御部１９とを備えている。制御部１９は、実際には当該載物台用送り機構あるいは当該載物台用送り機構を搭載する機器に内蔵されている。載物台１３には、測定あるいは観察するための物体が載置される。送りねじ１０は側壁４ａ、４ｂに図示しないベアリング等を介して回転自在に支持されている。送りねじ１０の一方側の端部には、送りねじ１０を回転操作するためのハンドル２２が一体に形成されている。送りねじ１０の外周側には雄ねじ２５が形成されている。載物台１３は架台７の上方に配置され、載物台１３と架台７との間に設けられたガイド（図示省略）によって、架台７に対し送りねじ１０の軸方向に摺動できるように構成されている。
【００１６】
図２（ａ）および（ｂ）に示すように、送りねじ１０の中間部には、一対の直方体形状のハーフナット２８ａ、２８ｂが、送りねじ１０を径方向の両側から挟むように対向して配置されている。ハーフナット２８ａのハーフナット２８ｂと対向する側の面３１ａには、送りねじ１０の軸方向に沿って断面が半円状の溝３４ａが形成されている。溝３４ａには雌ねじ３７ａが形成されている。ハーフナット２８ｂのハーフナット２８ａと対向する側の面３１ｂには、送りねじ１０の軸方向に沿って断面が半円状の溝３４ｂが形成されている。溝３４ｂには雌ねじ３７ｂが形成されている。雌ねじ３７ａおよび雌ねじ３７ｂは、送りねじ１０の雄ねじ２５のねじ山に対応した形状に形成されている。
【００１７】
ハーフナット２８ａの上面４０ａには、ハーフナット２８ｂの方向に突出した突出部４３ａが形成されている。突出部４３ａには、送りねじ１０の軸方向に沿った孔４６ａが形成されている。また、ハーフナット２８ｂの上面４０ｂには、ハーフナット２８ａの方向に突出した突出部４３ｂが形成されており、突出部４３ｂには、送りねじ１０の軸方向に沿った孔４６ｂが形成されている。一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが対向して配置された状態において、各突出部４３ａ、４３ｂは、孔４６ａと孔４６ｂとが送りねじ１０の軸方向に連なるように、それぞれ送りねじ１０の軸方向に位置をずらして形成されている。２つの孔４６ａ、４６ｂには棒状の支持部材４９が貫通している。支持部材４９と各ハーフナット２８ａ、２８ｂのそれぞれの孔４６ａ、４６ｂとは相対回転可能となっている。このように、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂと支持部材４９とでヒンジ構造を構成している。棒状の支持部材４９は載物台１３の下面に形成された凹部５２に支持されている。
【００１８】
このような構成なので、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂは支持部材４９を中心としてそれぞれ所定角度回転可能となっており、送りねじ１０に対し、各溝３４ａ、３４ｂによる挟持と挟持の解放とが可能になっている。ハーフナット２８ａ、２８ｂが送りねじ１０を挟持している状態においては、雌ねじ３７ａおよび雌ねじ３７ｂが送りねじ１０の雄ねじ２５と螺合する。したがって、ハンドル２２を回転させて雄ねじ２５を回転させると、螺合したハーフナット２８ａ、２８ｂの雌ねじ３７ａ、３７ｂと雄ねじ２５との相対回転によりハーフナット２８ａ、２８ｂが送りねじ１０の軸方向に移動する。すると、ハーフナット２８ａ、２８ｂが支持されている載物台１３も送りねじ１０の軸方向に移動する。つまり、送りねじ１０の回転がハーフナット２８ａ、２８ｂの雌ねじ３７ａ、３７ｂによって載物台１３の直線運動に変換されている。言い換えれば、送りねじ１０は、回転によって載物台１３を駆動している。
【００１９】
一方、ハーフナット２８ａ、２８ｂが送りねじ１０の挟持を解放している状態においては、ハーフナット２８ａ、２８ｂと送りねじ１０とは接触していない。その状態では、載物台１３に直接外力を加えて、載物台１３を素早く目標位置付近に移動させることができる。以後、ハーフナット２８ａ、２８ｂの雌ねじ３７ａ、３７ｂと送りねじ１０の雄ねじ２５とが接触している状態での載物台１３の移動を微動移動と言い、ハーフナット２８ａ、２８ｂと送りねじ１０とが接触していない状態での載物台１３の移動を粗動移動と言う。
【００２０】
図２（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態では、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂの下方には電動のアクチュエータ５５が配置されている。載物台１３の下面には、軸方向から見た断面が略Ｕ字形状の支持部材５６が一対のハーフナット２８ａ、２８ｂの両側および下側を囲むように設けられ（図１参照）、アクチュエータ５５は当該支持部材５６の底部に支持されている。ここでアクチュエータとは、押す力、または引く力、または押し引き双方の力を発生させる機械要素である。具体的にはソレノイド、エアシリンダー等である。本実施形態で用いたアクチュエータ５５は伸縮可能な２つの腕部５８ａ、５８ｂを備えている。２つの腕部５８ａ、５８ｂはアクチュエータ５５の本体部６１を挟んで同一直線上を伸縮する。つまり、本体部６１を中心にして互いに反対方向に向かって伸縮する。２つの腕部５８ａ、５８ｂは同時に伸長し、同時に短縮する。アクチュエータ５５は、各腕部５８ａ、５８ｂが送りねじ１０の軸方向と直角に交差する方向に伸縮するように配置されている。
【００２１】
ハーフナット２８ａの下面６２ａには、送りねじ１０の軸方向に沿って延在する段部６４ａが形成されている。ハーフナット２８ｂの下面６２ｂには、段部６４ａと対称に段部６４ｂが形成されている。段部６４ａと段部６４ｂとは対称に形成されているので、段部６４ａと段部６４ｂとには互いに対向する面６７ａ、６７ｂが形成されている（図２（ｂ）参照）。アクチュエータ５５は、当該対向する面６７ａと面６７ｂとの間に配置されている。アクチュエータ５５の腕部５８ａの先端は面６７ａに係合し、腕部５８ｂは面６７ｂに係合している。
【００２２】
アクチュエータ５５の両腕部５８ａ、５８ｂが短縮した状態（図２（ａ）の状態）のとき、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂは閉じている状態で、送りねじ１０を両側から加圧保持、すなわち挟持している。この状態から各腕部５８ａ、５８ｂが伸長すると、各ハーフナット２８ａ、２８ｂは支持部材４９を中心に互いに離間する方向に回転する。すると一対のハーフナット２８ａ、２８ｂは支持部材４９を中心に下部が開くように駆動し、送りねじ１０の加圧保持、すなわち挟持を解放する（図２（ｂ）の状態）。この状態で載物台１３は粗動移動させることができる。また、アクチュエータ５５の各腕部５８ａ、５８ｂが伸びている状態（図２（ｂ）の状態）からアクチュエータ５５の各腕部５８ａ、５８ｂが短縮すると、各ハーフナット２８ａ、２８ｂは支持部材４９を中心に互いに近づく方向に回転する。すると一対のハーフナット２８ａ、２８ｂは支持部材４９を中心に下部が閉じるように駆動し、完全に閉じると送りねじ１０を挟持する（図２（ａ）の状態）。送りねじ１０を挟持した状態では、送りねじ１０の雄ねじ２５とハーフナット２８ａ、２８ｂの雌ねじ３７ａ、３７ｂとが螺合し、載物台１３はこの螺合により微動移動で移動させることができる。
【００２３】
本実施形態に係る載物台用送り機構はリニアエンコーダ１６を備えており、架台７に対する載物台１３の相対位置を測定している。リニアエンコーダ１６は、図１に示すように、架台７に送りねじ１０と平行に設けられている。リニアエンコーダ１６が測定した載物台１３の位置情報は制御部１９に送られる。制御部１９は載物台１３の移動限界位置の座標を記憶している。つまり、架台７に対する載物台１３の移動可能範囲は設計上あるいは構造上決まっているが、制御部１９は載物台１３が移動範囲の一方側の端部まで移動したときの位置座標と、他方側の端部まで移動したときの位置座標とを記憶している。通常、載物台１３を一方側あるいは他方側の端部まで移動させると、載物台１３は機械的にそれ以上の移動が規制される。粗動移動で載物台１３を移動しているときに載物台１３が一方側あるいは他方側の端部まで移動してしまうと、載物台１３が機械的に止まった瞬間に大きな衝撃が発生し、載物台１３の上の物体に衝撃を与えてしまう恐れがある。
【００２４】
そこで本実施形態では、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが送りねじ１０の加圧保持を解放した状態で載物台１３を粗動移動する際、制御部１９がリニアエンコーダ１６から送られてくる測定値から載物台１３の現在位置を順次算出し、載物台１３が一方側あるいは他方側の端部に接近して所定の座標位置に達すると、制御部１９が自動的にアクチュエータ５５を作動させ、ハーフナット２８ａ、２８ｂと送りねじ１０とを係合させる制御を行っている。ハーフナット２８ａ、２８ｂと送りねじ１０とが係合したあと、さらに載物台１３を移動させるときは、ハンドル２２を操作して微動移動させる。このような制御を行えば、載物台１３を移動範囲の端部まで一気に移動させてしまって、載物台１３が機械的に止まった際の衝撃を載物台１３上の物体に与えてしまうことを防止できる。
【００２５】
次に、アクチュエータ５５の操作方法および載物台１３の移動操作方法について説明する。図３は本実施形態に係る載物台用送り機構の操作部を示す斜視図である。なお、先にも述べたが、上記の説明は載物台１３の一方向（例えばＸ軸方向）への移動についての説明である。本実施形態では他の方向（例えばＹ軸方向）の移動についても同様の機構が設けられている。操作方法については本実施形態の理解を容易にするためにＹ軸方向についても必要な説明を記載する。
【００２６】
図３に示すように、本実施形態では、載物台１３の上面の角部に、上方に突出して円柱状の操作部７０が設けられている。操作部７０の側面にはＸ軸粗微動切換ボタン７３とＹ軸粗微動切換ボタン７６とが設けられている。操作者が操作部７０を握り、指でＸ軸粗微動切換ボタン７３を押すと、制御部１９はＸ軸方向の送り機構のアクチュエータ５５を駆動し、例えばアクチュエータ５５の腕部５８ａ、５８ｂを短縮している状態から伸長させる。すると一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが開いて送りねじ１０の挟持を解除する（図２（ｂ）参照）。その結果、測定者は載物台１３をＸ軸方向に粗動移動で移動させることができる。その際測定者は、円柱状の操作部７０を手で握って載物台１３を移動させれば移動させやすく、作業性の向上を図ることができる。円柱状の操作部７０は手動で載物台１３を粗動移動させるときのグリップの役割を兼ねている。載物台１３を目標位置の近くまで粗動移動で移動させたら、Ｘ軸粗微動切換ボタン７３をもう一度押す。すると制御部１９はアクチュエータ５５を駆動し、伸長した状態の腕部５８ａ、５８ｂを短縮させる。すると一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが閉じて送りねじ１０を挟持する（図２（ａ）参照）。その結果、送りねじ１０とハーフナット２８ａ、２８ｂとは螺合し、測定者は載物台１３をＸ軸方向に微動移動で移動させることができる。載物台１３の微動移動はハンドル２２を回転させることによって送りねじ１０を回転させて行う。載物台１３をＹ軸方向に移動させるときは操作部７０のＹ軸粗微動切換ボタン７６を押せば、Ｘ軸方向と同様に載物台１３を移動させることができる。
【００２７】
操作部７０の上面のボタンは、全軸粗微動切換ボタン７９である。全軸粗微動切換ボタン７９は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方の送り機構のアクチュエータ５５（Ｙ軸方向のアクチュエータは図示省略。以下、Ｙ軸方向の部材については同様。）を同時に駆動させるためのボタンである。全軸粗微動切換ボタン７９を押すと、制御部１９はＸ軸方向およびＹ軸方向の双方のアクチュエータ５５を駆動し、アクチュエータ５５の腕部５８ａ、５８ｂを短縮している状態から伸長させる。するとＸ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれの一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが開いて、それぞれ送りねじ１０の挟持を解放する（図２（ｂ）参照）。その結果、測定者は載物台１３をＸ軸方向およびＹ軸方向の何れの方向にも自由に粗動移動で移動させることができる。このように、全軸粗微動切換ボタン７９を押すと、載物台１３をＸ軸およびＹ軸の何れの方向にも移動させることができるので、作業性の向上を図ることができる。載物台１３を目標位置の近くまで粗動移動で移動させたら、全軸粗微動切換ボタン７９をもう一度押す。すると制御部１９はＸ軸方向およびＹ軸方向の双方のアクチュエータ５５を駆動し、それぞれ伸長した状態の腕部５８ａ、５８ｂを短縮させる。するとＸ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれの一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが閉じて送りねじ１０を挟持する（図２（ａ）参照）。その結果、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方の送りねじ１０とそれぞれの一対のハーフナット２８ａ、２８ｂとは螺合し、測定者は載物台１３をＸ軸方向またはＹ軸方向に微動移動で移動させることができる。
【００２８】
さらに、載物台１３を粗動移動で移動させている際、載物台１３を移動可能範囲の限界位置近傍の所定位置まで移動させると、制御部１９がリニアエンコーダ１６からの測定値に応じて自動的にアクチュエータ５５を作動させる。すると一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが送りねじ１０を挟持するので、載物台１３を移動範囲の限界位置まで粗動移動で移動させてしまい、載物台１３上の物体に衝撃を与えてしまうことを防止できる。
【００２９】
このように、本実施形態では、送りねじ１０を挟持する一対のハーフナット２８ａ、２８ｂの開閉を電動のアクチュエータ５５で行っているので、送りねじ１０とハーフナット２８ａ、２８ｂとの接触圧力について制約を受けない。その結果、載物台の大型化に対応が可能であるという効果を発揮している。また、本実施形態では円柱状の操作部７０を載物台１３の上面に設けているが、載物台１３の側面等、最も操作し易い位置に設けることも可能であり、設計の自由度を上げることができる。さらに、載物台１３上の物体に衝撃を与えてしまうことも防止できる。
【００３０】
なお、第１実施形態は、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂに弾性部材を組み合わせる構成とすることもできる。図４に示すように、各ハーフナット２８ａ、２８ｂの下面６２ａ、６２ｂから下方に向かってそれぞればね支持部８２ａ、８２ｂを設け、ばね支持部８２ａ、８２ｂの間に引っ張りばね８５を配設する。引っ張りばね８５はアクチュエータ５５よりも下方に位置し、アクチュエータ５５とは送りねじ１０の軸方向にずれて位置している。このような構成とすれば、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが閉じる際、確実に送りねじ１０と螺合させることができる。この場合、アクチュエータ５５の支持は、例えば図４に示すように、断面が略Ｕ字状の支持部材５６の底部に上方に向けて突出部５６ａを設け、突出部５６ａの頂上部にアクチュエータ５５を支持する。そして突出部５６ａから送りねじ１０の軸方向にずれた位置に引っ張りばね８５が位置するように構成すればよい。
【００３１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る載物台用送り機構は、第１実施形態と異なるところを中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を用いて説明する。
【００３２】
図５は、第２実施形態に係る載物台用送り機構の構成を示す断面図である。
【００３３】
本実施形態では、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂを開閉するためのアクチュエータは、回転運動を発生させるものを用いている。架台７を構成する側壁４ａ、４ｂの一方側（本実施形態では送りねじ１０を回転操作するためのハンドル２２とは反対側の側壁４ｂ）には、回転運動を発生させるアクチュエータ１５５が設けられている。アクチュエータ１５５の回転軸にはカム部材８８の中心軸９１が連結されている。カム部材８８は送りねじ１０の下方に送りねじ１０と平行に延在し、アクチュエータ１５５と反対側の端部は側壁４ａに回転自在に支持されている。
【００３４】
図６の各図は、第２実施形態における一対のハーフナット２８ａ、２８ｂと送りねじ１０とを軸方向から見た断面図であり、（ａ）は一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが閉じている状態を示し、（ｂ）は一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが開いている状態を示している。
【００３５】
カム部材８８を軸方向から見た断面形状は、図６の各図に示すように、長方形の短辺側を外方に凸の円弧形状にした形状となっている。第２実施形態では、カム部材８８は一対のハーフナット２８ａ、２８ｂの互いに対向する側の面３１ａと面３１ｂとの間に配置されている。カム部材８８の回転位置が、断面形状の長辺側が底板１に対して垂直となる位置では、図６（ａ）に示すように、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂは閉じた状態であり、送りねじ１０を挟持する。この状態ではハンドル２２により載物台１３を微動移動で移動させることができる。この状態からアクチュエータ１５５を駆動させ、カム部材８８が回転すると、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂは支持部材４９を中心に下部が開くように駆動する。そしてカム部材８８の断面形状の長辺側が底板１と平行になるまで回転すると、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂは開いた状態となり、送りねじ１０の挟持を解除する（図６（ｂ）の状態）。この状態で載物台１３は粗動移動させることができる。第２実施形態の載物台用送り機構は、このような回転するカム部材８８を用いて一対のハーフナット２８ａ、２８ｂを駆動している。
【００３６】
第２実施形態においても、載物台１３を粗動移動する際、制御部１９がリニアエンコーダ１６から送られてくる測定値から載物台１３の現在位置を順次算出し、載物台１３が移動可能範囲の一方側あるいは他方側の限界位置に接近して所定の位置に達すると、自動的にアクチュエータ１５５を作動させ、ハーフナット２８ａ、２８ｂと送りねじ１０とを係合させる制御を行っている。また、アクチュエータ１５５の操作および載物台１３の移動操作についても第１実施形態と同様である。すなわち、円柱状の操作部７０が載物台１３の上面に設けられ、操作部７０にはＸ軸粗微動切換ボタン７３、Ｙ軸粗微動切換ボタン７６、全軸粗微動切換ボタン７９が設けられている。また、他の構成も第１実施形態と同様である。
【００３７】
このような構成なので、第２実施形態においても第１実施形態と同様に、送りねじ１０とハーフナット２８ａ、２８ｂとの接触圧力について制約がなく、載物台の大型化に対応が可能である。また、設計の自由度を上げることができるという効果も発揮している。さらに、載物台１３上の物体に衝撃を与えてしまうことも防止できる。
【００３８】
なお、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂに弾性部材を組み合わせた構成とすることもできる。弾性部材の構成は上述した図４に示すものと略同様であり、各ハーフナット２８ａ、２８ｂの下面６２ａ、６２ｂから下方に向かってそれぞればね支持部８２ａ、８２ｂを設け、ばね支持部８２ａ、８２ｂの間に引っ張りばね８５を配設する。このような構成とすれば、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが閉じる際、確実に送りねじ１０と螺合させることができる。
【００３９】
以上で具体的な実施形態の説明を終えるが、本発明の構成は上記第１および第２実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態では載物台１３を送りねじ１０を用いて移動させる構成としているが、これに代えてツイストローラとこれに係合する軸部材とを用いた摩擦送り機構を用いた載物台用送り機構にも適用できる。また、アクチュエータについても、直接あるいは間接的に一対のハーフナット２８ａ、２８ｂを開閉できるものであれば、ソレノイドでもエアシリンダーでもよく、適宜変更が可能である。このように、本発明の構成は適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 底板
４ａ、４ｂ 側壁
７ 架台
１０ 送りねじ
１３ 載物台
１６ リニアエンコーダ
１９ 制御部
２２ ハンドル
２５ 雄ねじ
２８ａ、２８ｂ ハーフナット
３１ａ、３１ｂ 対向する面
３４ａ、３４ｂ 溝
３７ａ、３７ｂ 雌ねじ
４０ａ、４０ｂ 上面
４３ａ、４３ｂ 突出部
４６ａ、４６ｂ 孔
４９ 支持部材
５２ 凹部
５５、１５５ アクチュエータ
５６ 支持部材
５８ａ、５８ｂ 腕部
６１ 本体部
６２ａ、６２ｂ 下面
６４ａ、６４ｂ 段部
６７ａ、６７ｂ （段部６４ａ、６４ｂの）対向する面
７０ 操作部
７３ Ｘ軸粗微動切換ボタン
７６ Ｙ軸粗微動切換ボタン
７９ 全軸粗微動切換ボタン
８２ａ、８２ｂ ばね支持部
８５ 引っ張りばね
８８ カム部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、載物台を送るための載物台用送り機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定あるいは観察するための物体を載置する載物台を送るための直線送り機構には、直線送りねじ機構や直線摩擦送り機構等がある（例えば、特許文献１参照。）。これらの直線送り機構は、回転軸が回転することにより回転軸に平行な推進力を発生させる構造部材（以下、推進構造部という。）で回転軸を挟持し、当該推進構造部に接する載物台を移動する構造である。しかし、載物台を長い距離移動させる際には、このような機構では効率が悪い。
【０００３】
そこで、必要な際に、推進構造部による回転軸の挟持を解放して回転軸と推進構造部との接触を無くし、推進構造部あるいは載物台に直接外力を加えて、載物台を素早く目標位置付近に移動させる方法がある。
【０００４】
推進構造部で回転軸を挟持した状態での回転軸の回転による載物台の移動を微動移動とし、回転軸と推進構造部との接触を無くした状態での外力による載物台の移動を粗動移動とし、微動移動と粗動移動とを組み合わせることで効率よく目標位置に到達できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３２７７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなステージの微動移動と粗動移動とを切り替える際、推進構造部に回転軸を挟持させる、あるいは推進構造部による回転軸の挟持を解放させる方法として、手動でレバーを操作して推進構造部を直接駆動させ、回転軸を挟持あるいは解放する方法がある。近年、ステージが大型化し、これに伴い推進構造部の回転軸を挟持する力が大きくなってきているが、推進構造部の回転軸を挟持する力が大きくなると、推進構造部を駆動させるために必要な力も大きくなる。しかし対応可能な力の大きさには限度がある。
【０００７】
また、ステージを粗動移動によって移動可能範囲の限界位置まで移動させると、ステージあるいは推進構造部が他の構成部材と衝突することでステージが機械的に停止し、その結果ステージに衝撃が発生し、ステージ上の物体にその衝撃が伝わってしまうといったことがある。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、回転軸と推進構造部との接触圧力について制約がなくステージの大型化に対応可能であり、さらに粗動移動時においてステージあるいは推進構造部と他の構成部材との衝突を回避することができる載物台用送り機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る載物台用送り機構は、物体を載置する載物台と、回動によって前記載物台を駆動する駆動軸と、前記駆動軸を加圧保持して前記駆動軸の回動を前記載物台の駆動に変換する変換部と、前記変換部の前記駆動軸に対する加圧保持および加圧解除を行うアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回転軸と推進構造部との接触圧力について制約がなくステージの大型化に対応可能であり、さらに粗動移動時においてステージあるいは推進構造部と他の構成部材との衝突を回避することができる載物台用送り機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る載物台用送り機構の構成を示す断面図である。
【図２】第１実施形態における一対のハーフナットと送りねじとを軸方向から見た断面図であり、（ａ）は一対のハーフナットが閉じている状態を示し、（ｂ）は一対のハーフナットが開いている状態を示している。
【図３】載物台用送り機構の操作部を示す斜視図である。
【図４】第１実施形態における一対のハーフナットに弾性部材を組み合わせた構成を示す図である。
【図５】第２実施形態に係る載物台用送り機構の構成を示す断面図である。
【図６】第２実施形態における一対のハーフナットと送りねじとを軸方向から見た断面図であり、（ａ）は一対のハーフナットが閉じている状態を示し、（ｂ）は一対のハーフナットが開いている状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る載物台用送り機構の構成を示す断面図である。また、図２の各図は第１実施形態における一対のハーフナットと送りねじとを軸方向から見た断面図であり、（ａ）は一対のハーフナットが閉じている状態を示し、（ｂ）は一対のハーフナットが開いている状態を示している。
【００１４】
なお、以下の説明は、載物台を一方向（例えばＸ軸方向）へ移動するための送り機構についての説明であるが、本実施形態では他の方向（例えばＹ軸方向）の移動についても同様の送り機構が設けられており、Ｘ軸方向およびＹ軸方向へそれぞれ粗動移動と微動移動とを組み合わせて載物台を水平方向に移動させることができるようになっている。本明細書においては、説明の重複を避けるため、他の方向の送り機構についての説明は省略する。
【００１５】
第１実施形態に係る載物台用送り機構は、図１に示すように、底板１と側壁４ａ、４ｂとで断面が略Ｕ字状に形成された架台７と、対向する側壁４ａ、４ｂ間に延在する軸部材である送りねじ１０と、架台７に対して移動可能に配設された載物台（ステージ）１３と、架台７に対する載物台１３の位置を測定するリニアエンコーダ１６と、リニアエンコーダ１６からの測定信号を処理する制御部１９とを備えている。制御部１９は、実際には当該載物台用送り機構あるいは当該載物台用送り機構を搭載する機器に内蔵されている。載物台１３には、測定あるいは観察するための物体が載置される。送りねじ１０は側壁４ａ、４ｂに図示しないベアリング等を介して回転自在に支持されている。送りねじ１０の一方側の端部には、送りねじ１０を回転操作するためのハンドル２２が一体に形成されている。送りねじ１０の外周側には雄ねじ２５が形成されている。載物台１３は架台７の上方に配置され、載物台１３と架台７との間に設けられたガイド（図示省略）によって、架台７に対し送りねじ１０の軸方向に摺動できるように構成されている。
【００１６】
図２（ａ）および（ｂ）に示すように、送りねじ１０の中間部には、一対の直方体形状のハーフナット２８ａ、２８ｂが、送りねじ１０を径方向の両側から挟むように対向して配置されている。ハーフナット２８ａのハーフナット２８ｂと対向する側の面３１ａには、送りねじ１０の軸方向に沿って断面が半円状の溝３４ａが形成されている。溝３４ａには雌ねじ３７ａが形成されている。ハーフナット２８ｂのハーフナット２８ａと対向する側の面３１ｂには、送りねじ１０の軸方向に沿って断面が半円状の溝３４ｂが形成されている。溝３４ｂには雌ねじ３７ｂが形成されている。雌ねじ３７ａおよび雌ねじ３７ｂは、送りねじ１０の雄ねじ２５のねじ山に対応した形状に形成されている。
【００１７】
ハーフナット２８ａの上面４０ａには、ハーフナット２８ｂの方向に突出した突出部４３ａが形成されている。突出部４３ａには、送りねじ１０の軸方向に沿った孔４６ａが形成されている。また、ハーフナット２８ｂの上面４０ｂには、ハーフナット２８ａの方向に突出した突出部４３ｂが形成されており、突出部４３ｂには、送りねじ１０の軸方向に沿った孔４６ｂが形成されている。一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが対向して配置された状態において、各突出部４３ａ、４３ｂは、孔４６ａと孔４６ｂとが送りねじ１０の軸方向に連なるように、それぞれ送りねじ１０の軸方向に位置をずらして形成されている。２つの孔４６ａ、４６ｂには棒状の支持部材４９が貫通している。支持部材４９と各ハーフナット２８ａ、２８ｂのそれぞれの孔４６ａ、４６ｂとは相対回転可能となっている。このように、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂと支持部材４９とでヒンジ構造を構成している。棒状の支持部材４９は載物台１３の下面に形成された凹部５２に支持されている。
【００１８】
このような構成なので、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂは支持部材４９を中心としてそれぞれ所定角度回転可能となっており、送りねじ１０に対し、各溝３４ａ、３４ｂによる挟持と挟持の解放とが可能になっている。ハーフナット２８ａ、２８ｂが送りねじ１０を挟持している状態においては、雌ねじ３７ａおよび雌ねじ３７ｂが送りねじ１０の雄ねじ２５と螺合する。したがって、ハンドル２２を回転させて雄ねじ２５を回転させると、螺合したハーフナット２８ａ、２８ｂの雌ねじ３７ａ、３７ｂと雄ねじ２５との相対回転によりハーフナット２８ａ、２８ｂが送りねじ１０の軸方向に移動する。すると、ハーフナット２８ａ、２８ｂが支持されている載物台１３も送りねじ１０の軸方向に移動する。つまり、送りねじ１０の回転がハーフナット２８ａ、２８ｂの雌ねじ３７ａ、３７ｂによって載物台１３の直線運動に変換されている。言い換えれば、送りねじ１０は、回転によって載物台１３を駆動している。
【００１９】
一方、ハーフナット２８ａ、２８ｂが送りねじ１０の挟持を解放している状態においては、ハーフナット２８ａ、２８ｂと送りねじ１０とは接触していない。その状態では、載物台１３に直接外力を加えて、載物台１３を素早く目標位置付近に移動させることができる。以後、ハーフナット２８ａ、２８ｂの雌ねじ３７ａ、３７ｂと送りねじ１０の雄ねじ２５とが接触している状態での載物台１３の移動を微動移動と言い、ハーフナット２８ａ、２８ｂと送りねじ１０とが接触していない状態での載物台１３の移動を粗動移動と言う。
【００２０】
図２（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態では、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂの下方には電動のアクチュエータ５５が配置されている。載物台１３の下面には、軸方向から見た断面が略Ｕ字形状の支持部材５６が一対のハーフナット２８ａ、２８ｂの両側および下側を囲むように設けられ（図１参照）、アクチュエータ５５は当該支持部材５６の底部に支持されている。ここでアクチュエータとは、押す力、または引く力、または押し引き双方の力を発生させる機械要素である。具体的にはソレノイド、エアシリンダー等である。本実施形態で用いたアクチュエータ５５は伸縮可能な２つの腕部５８ａ、５８ｂを備えている。２つの腕部５８ａ、５８ｂはアクチュエータ５５の本体部６１を挟んで同一直線上を伸縮する。つまり、本体部６１を中心にして互いに反対方向に向かって伸縮する。２つの腕部５８ａ、５８ｂは同時に伸長し、同時に短縮する。アクチュエータ５５は、各腕部５８ａ、５８ｂが送りねじ１０の軸方向と直角に交差する方向に伸縮するように配置されている。
【００２１】
ハーフナット２８ａの下面６２ａには、送りねじ１０の軸方向に沿って延在する段部６４ａが形成されている。ハーフナット２８ｂの下面６２ｂには、段部６４ａと対称に段部６４ｂが形成されている。段部６４ａと段部６４ｂとは対称に形成されているので、段部６４ａと段部６４ｂとには互いに対向する面６７ａ、６７ｂが形成されている（図２（ｂ）参照）。アクチュエータ５５は、当該対向する面６７ａと面６７ｂとの間に配置されている。アクチュエータ５５の腕部５８ａの先端は面６７ａに係合し、腕部５８ｂは面６７ｂに係合している。
【００２２】
アクチュエータ５５の両腕部５８ａ、５８ｂが短縮した状態（図２（ａ）の状態）のとき、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂは閉じている状態で、送りねじ１０を両側から加圧保持、すなわち挟持している。この状態から各腕部５８ａ、５８ｂが伸長すると、各ハーフナット２８ａ、２８ｂは支持部材４９を中心に互いに離間する方向に回転する。すると一対のハーフナット２８ａ、２８ｂは支持部材４９を中心に下部が開くように駆動し、送りねじ１０の加圧保持、すなわち挟持を解放する（図２（ｂ）の状態）。この状態で載物台１３は粗動移動させることができる。また、アクチュエータ５５の各腕部５８ａ、５８ｂが伸びている状態（図２（ｂ）の状態）からアクチュエータ５５の各腕部５８ａ、５８ｂが短縮すると、各ハーフナット２８ａ、２８ｂは支持部材４９を中心に互いに近づく方向に回転する。すると一対のハーフナット２８ａ、２８ｂは支持部材４９を中心に下部が閉じるように駆動し、完全に閉じると送りねじ１０を挟持する（図２（ａ）の状態）。送りねじ１０を挟持した状態では、送りねじ１０の雄ねじ２５とハーフナット２８ａ、２８ｂの雌ねじ３７ａ、３７ｂとが螺合し、載物台１３はこの螺合により微動移動で移動させることができる。
【００２３】
本実施形態に係る載物台用送り機構はリニアエンコーダ１６を備えており、架台７に対する載物台１３の相対位置を測定している。リニアエンコーダ１６は、図１に示すように、架台７に送りねじ１０と平行に設けられている。リニアエンコーダ１６が測定した載物台１３の位置情報は制御部１９に送られる。制御部１９は載物台１３の移動限界位置の座標を記憶している。つまり、架台７に対する載物台１３の移動可能範囲は設計上あるいは構造上決まっているが、制御部１９は載物台１３が移動範囲の一方側の端部まで移動したときの位置座標と、他方側の端部まで移動したときの位置座標とを記憶している。通常、載物台１３を一方側あるいは他方側の端部まで移動させると、載物台１３は機械的にそれ以上の移動が規制される。粗動移動で載物台１３を移動しているときに載物台１３が一方側あるいは他方側の端部まで移動してしまうと、載物台１３が機械的に止まった瞬間に大きな衝撃が発生し、載物台１３の上の物体に衝撃を与えてしまう恐れがある。
【００２４】
そこで本実施形態では、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが送りねじ１０の加圧保持を解放した状態で載物台１３を粗動移動する際、制御部１９がリニアエンコーダ１６から送られてくる測定値から載物台１３の現在位置を順次算出し、載物台１３が一方側あるいは他方側の端部に接近して所定の座標位置に達すると、制御部１９が自動的にアクチュエータ５５を作動させ、ハーフナット２８ａ、２８ｂと送りねじ１０とを係合させる制御を行っている。ハーフナット２８ａ、２８ｂと送りねじ１０とが係合したあと、さらに載物台１３を移動させるときは、ハンドル２２を操作して微動移動させる。このような制御を行えば、載物台１３を移動範囲の端部まで一気に移動させてしまって、載物台１３が機械的に止まった際の衝撃を載物台１３上の物体に与えてしまうことを防止できる。
【００２５】
次に、アクチュエータ５５の操作方法および載物台１３の移動操作方法について説明する。図３は本実施形態に係る載物台用送り機構の操作部を示す斜視図である。なお、先にも述べたが、上記の説明は載物台１３の一方向（例えばＸ軸方向）への移動についての説明である。本実施形態では他の方向（例えばＹ軸方向）の移動についても同様の機構が設けられている。操作方法については本実施形態の理解を容易にするためにＹ軸方向についても必要な説明を記載する。
【００２６】
図３に示すように、本実施形態では、載物台１３の上面の角部に、上方に突出して円柱状の操作部７０が設けられている。操作部７０の側面にはＸ軸粗微動切換ボタン７３とＹ軸粗微動切換ボタン７６とが設けられている。操作者が操作部７０を握り、指でＸ軸粗微動切換ボタン７３を押すと、制御部１９はＸ軸方向の送り機構のアクチュエータ５５を駆動し、例えばアクチュエータ５５の腕部５８ａ、５８ｂを短縮している状態から伸長させる。すると一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが開いて送りねじ１０の挟持を解除する（図２（ｂ）参照）。その結果、測定者は載物台１３をＸ軸方向に粗動移動で移動させることができる。その際測定者は、円柱状の操作部７０を手で握って載物台１３を移動させれば移動させやすく、作業性の向上を図ることができる。円柱状の操作部７０は手動で載物台１３を粗動移動させるときのグリップの役割を兼ねている。載物台１３を目標位置の近くまで粗動移動で移動させたら、Ｘ軸粗微動切換ボタン７３をもう一度押す。すると制御部１９はアクチュエータ５５を駆動し、伸長した状態の腕部５８ａ、５８ｂを短縮させる。すると一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが閉じて送りねじ１０を挟持する（図２（ａ）参照）。その結果、送りねじ１０とハーフナット２８ａ、２８ｂとは螺合し、測定者は載物台１３をＸ軸方向に微動移動で移動させることができる。載物台１３の微動移動はハンドル２２を回転させることによって送りねじ１０を回転させて行う。載物台１３をＹ軸方向に移動させるときは操作部７０のＹ軸粗微動切換ボタン７６を押せば、Ｘ軸方向と同様に載物台１３を移動させることができる。
【００２７】
操作部７０の上面のボタンは、全軸粗微動切換ボタン７９である。全軸粗微動切換ボタン７９は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方の送り機構のアクチュエータ５５（Ｙ軸方向のアクチュエータは図示省略。以下、Ｙ軸方向の部材については同様。）を同時に駆動させるためのボタンである。全軸粗微動切換ボタン７９を押すと、制御部１９はＸ軸方向およびＹ軸方向の双方のアクチュエータ５５を駆動し、アクチュエータ５５の腕部５８ａ、５８ｂを短縮している状態から伸長させる。するとＸ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれの一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが開いて、それぞれ送りねじ１０の挟持を解放する（図２（ｂ）参照）。その結果、測定者は載物台１３をＸ軸方向およびＹ軸方向の何れの方向にも自由に粗動移動で移動させることができる。このように、全軸粗微動切換ボタン７９を押すと、載物台１３をＸ軸およびＹ軸の何れの方向にも移動させることができるので、作業性の向上を図ることができる。載物台１３を目標位置の近くまで粗動移動で移動させたら、全軸粗微動切換ボタン７９をもう一度押す。すると制御部１９はＸ軸方向およびＹ軸方向の双方のアクチュエータ５５を駆動し、それぞれ伸長した状態の腕部５８ａ、５８ｂを短縮させる。するとＸ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれの一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが閉じて送りねじ１０を挟持する（図２（ａ）参照）。その結果、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方の送りねじ１０とそれぞれの一対のハーフナット２８ａ、２８ｂとは螺合し、測定者は載物台１３をＸ軸方向またはＹ軸方向に微動移動で移動させることができる。
【００２８】
さらに、載物台１３を粗動移動で移動させている際、載物台１３を移動可能範囲の限界位置近傍の所定位置まで移動させると、制御部１９がリニアエンコーダ１６からの測定値に応じて自動的にアクチュエータ５５を作動させる。すると一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが送りねじ１０を挟持するので、載物台１３を移動範囲の限界位置まで粗動移動で移動させてしまい、載物台１３上の物体に衝撃を与えてしまうことを防止できる。
【００２９】
このように、本実施形態では、送りねじ１０を挟持する一対のハーフナット２８ａ、２８ｂの開閉を電動のアクチュエータ５５で行っているので、送りねじ１０とハーフナット２８ａ、２８ｂとの接触圧力について制約を受けない。その結果、載物台の大型化に対応が可能であるという効果を発揮している。また、本実施形態では円柱状の操作部７０を載物台１３の上面に設けているが、載物台１３の側面等、最も操作し易い位置に設けることも可能であり、設計の自由度を上げることができる。さらに、載物台１３上の物体に衝撃を与えてしまうことも防止できる。
【００３０】
なお、第１実施形態は、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂに弾性部材を組み合わせる構成とすることもできる。図４に示すように、各ハーフナット２８ａ、２８ｂの下面６２ａ、６２ｂから下方に向かってそれぞればね支持部８２ａ、８２ｂを設け、ばね支持部８２ａ、８２ｂの間に引っ張りばね８５を配設する。引っ張りばね８５はアクチュエータ５５よりも下方に位置し、アクチュエータ５５とは送りねじ１０の軸方向にずれて位置している。このような構成とすれば、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが閉じる際、確実に送りねじ１０と螺合させることができる。この場合、アクチュエータ５５の支持は、例えば図４に示すように、断面が略Ｕ字状の支持部材５６の底部に上方に向けて突出部５６ａを設け、突出部５６ａの頂上部にアクチュエータ５５を支持する。そして突出部５６ａから送りねじ１０の軸方向にずれた位置に引っ張りばね８５が位置するように構成すればよい。
【００３１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る載物台用送り機構は、第１実施形態と異なるところを中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を用いて説明する。
【００３２】
図５は、第２実施形態に係る載物台用送り機構の構成を示す断面図である。
【００３３】
本実施形態では、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂを開閉するためのアクチュエータは、回転運動を発生させるものを用いている。架台７を構成する側壁４ａ、４ｂの一方側（本実施形態では送りねじ１０を回転操作するためのハンドル２２とは反対側の側壁４ｂ）には、回転運動を発生させるアクチュエータ１５５が設けられている。アクチュエータ１５５の回転軸にはカム部材８８の中心軸９１が連結されている。カム部材８８は送りねじ１０の下方に送りねじ１０と平行に延在し、アクチュエータ１５５と反対側の端部は側壁４ａに回転自在に支持されている。
【００３４】
図６の各図は、第２実施形態における一対のハーフナット２８ａ、２８ｂと送りねじ１０とを軸方向から見た断面図であり、（ａ）は一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが閉じている状態を示し、（ｂ）は一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが開いている状態を示している。
【００３５】
カム部材８８を軸方向から見た断面形状は、図６の各図に示すように、長方形の短辺側を外方に凸の円弧形状にした形状となっている。第２実施形態では、カム部材８８は一対のハーフナット２８ａ、２８ｂの互いに対向する側の面３１ａと面３１ｂとの間に配置されている。カム部材８８の回転位置が、断面形状の長辺側が底板１に対して垂直となる位置では、図６（ａ）に示すように、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂは閉じた状態であり、送りねじ１０を挟持する。この状態ではハンドル２２により載物台１３を微動移動で移動させることができる。この状態からアクチュエータ１５５を駆動させ、カム部材８８が回転すると、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂは支持部材４９を中心に下部が開くように駆動する。そしてカム部材８８の断面形状の長辺側が底板１と平行になるまで回転すると、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂは開いた状態となり、送りねじ１０の挟持を解除する（図６（ｂ）の状態）。この状態で載物台１３は粗動移動させることができる。第２実施形態の載物台用送り機構は、このような回転するカム部材８８を用いて一対のハーフナット２８ａ、２８ｂを駆動している。
【００３６】
第２実施形態においても、載物台１３を粗動移動する際、制御部１９がリニアエンコーダ１６から送られてくる測定値から載物台１３の現在位置を順次算出し、載物台１３が移動可能範囲の一方側あるいは他方側の限界位置に接近して所定の位置に達すると、自動的にアクチュエータ１５５を作動させ、ハーフナット２８ａ、２８ｂと送りねじ１０とを係合させる制御を行っている。また、アクチュエータ１５５の操作および載物台１３の移動操作についても第１実施形態と同様である。すなわち、円柱状の操作部７０が載物台１３の上面に設けられ、操作部７０にはＸ軸粗微動切換ボタン７３、Ｙ軸粗微動切換ボタン７６、全軸粗微動切換ボタン７９が設けられている。また、他の構成も第１実施形態と同様である。
【００３７】
このような構成なので、第２実施形態においても第１実施形態と同様に、送りねじ１０とハーフナット２８ａ、２８ｂとの接触圧力について制約がなく、載物台の大型化に対応が可能である。また、設計の自由度を上げることができるという効果も発揮している。さらに、載物台１３上の物体に衝撃を与えてしまうことも防止できる。
【００３８】
なお、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂに弾性部材を組み合わせた構成とすることもできる。弾性部材の構成は上述した図４に示すものと略同様であり、各ハーフナット２８ａ、２８ｂの下面６２ａ、６２ｂから下方に向かってそれぞればね支持部８２ａ、８２ｂを設け、ばね支持部８２ａ、８２ｂの間に引っ張りばね８５を配設する。このような構成とすれば、一対のハーフナット２８ａ、２８ｂが閉じる際、確実に送りねじ１０と螺合させることができる。
【００３９】
以上で具体的な実施形態の説明を終えるが、本発明の構成は上記第１および第２実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態では載物台１３を送りねじ１０を用いて移動させる構成としているが、これに代えてツイストローラとこれに係合する軸部材とを用いた摩擦送り機構を用いた載物台用送り機構にも適用できる。また、アクチュエータについても、直接あるいは間接的に一対のハーフナット２８ａ、２８ｂを開閉できるものであれば、ソレノイドでもエアシリンダーでもよく、適宜変更が可能である。このように、本発明の構成は適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 底板
４ａ、４ｂ 側壁
７ 架台
１０ 送りねじ
１３ 載物台
１６ リニアエンコーダ
１９ 制御部
２２ ハンドル
２５ 雄ねじ
２８ａ、２８ｂ ハーフナット
３１ａ、３１ｂ 対向する面
３４ａ、３４ｂ 溝
３７ａ、３７ｂ 雌ねじ
４０ａ、４０ｂ 上面
４３ａ、４３ｂ 突出部
４６ａ、４６ｂ 孔
４９ 支持部材
５２ 凹部
５５、１５５ アクチュエータ
５６ 支持部材
５８ａ、５８ｂ 腕部
６１ 本体部
６２ａ、６２ｂ 下面
６４ａ、６４ｂ 段部
６７ａ、６７ｂ （段部６４ａ、６４ｂの）対向する面
７０ 操作部
７３ Ｘ軸粗微動切換ボタン
７６ Ｙ軸粗微動切換ボタン
７９ 全軸粗微動切換ボタン
８２ａ、８２ｂ ばね支持部
８５ 引っ張りばね
８８ カム部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を載置する載物台と、
回動によって前記載物台を駆動する駆動軸と、
前記駆動軸を加圧保持して前記駆動軸の回動を前記載物台の駆動に変換する変換部と、
前記変換部の前記駆動軸に対する加圧保持および加圧解除を行うアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する制御部とを備えたことを特徴とする載物台用送り機構。
【請求項２】
前記載物台の位置を検出する位置検出手段をさらに備え、
前記制御部は、前記位置検出手段が検出する位置情報に応じて、前記アクチュエータを介して前記変換部が前記駆動軸を加圧保持するように制御することを特徴とする請求項１に記載の載物台用送り機構。
【請求項３】
前記制御部は、前記位置検出手段が検出する位置情報が、前記載物台が移動可能範囲の限界位置近傍に位置する情報であったとき、前記アクチュエータを介して前記変換部が前記駆動軸を加圧保持するように制御することを特徴とする請求項２に記載の載物台用送り機構。
【請求項４】
前記アクチュエータは、一対の伸縮する腕部を備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の載物台用送り機構。
【請求項５】
前記アクチュエータは、回転運動を発生することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の載物台用送り機構。
【請求項６】
前記アクチュエータを操作するための操作部が前記載物台に設けられ、前記操作部は、前記変換部が前記駆動軸に対して加圧解除された状態において前記載物台を手動で移動させる際のグリップとして機能することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の載物台用送り機構。
【請求項１】
物体を載置する載物台と、
回動によって前記載物台を駆動する駆動軸と、
前記駆動軸を加圧保持して前記駆動軸の回動を前記載物台の駆動に変換する変換部と、
前記変換部の前記駆動軸に対する加圧保持および加圧解除を行うアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する制御部とを備えたことを特徴とする載物台用送り機構。
【請求項２】
前記載物台の位置を検出する位置検出手段をさらに備え、
前記制御部は、前記位置検出手段が検出する位置情報に応じて、前記アクチュエータを介して前記変換部が前記駆動軸を加圧保持するように制御することを特徴とする請求項１に記載の載物台用送り機構。
【請求項３】
前記制御部は、前記位置検出手段が検出する位置情報が、前記載物台が移動可能範囲の限界位置近傍に位置する情報であったとき、前記アクチュエータを介して前記変換部が前記駆動軸を加圧保持するように制御することを特徴とする請求項２に記載の載物台用送り機構。
【請求項４】
前記アクチュエータは、一対の伸縮する腕部を備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の載物台用送り機構。
【請求項５】
前記アクチュエータは、回転運動を発生することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の載物台用送り機構。
【請求項６】
前記アクチュエータを操作するための操作部が前記載物台に設けられ、前記操作部は、前記変換部が前記駆動軸に対して加圧解除された状態において前記載物台を手動で移動させる際のグリップとして機能することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の載物台用送り機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−８３２０２（Ｐ２０１２−８３２０２Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２９６１１（Ｐ２０１０−２２９６１１）
【出願日】平成２２年１０月１２日（２０１０．１０．１２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１２日（２０１０．１０．１２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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