MMステージ

傾斜ステージ

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自動ス
テージ

傾斜ステージの駆動機構について

手動ス
テージ
ナノポジ
シス
テム

中央精機株式会社では、光ピックアップ調整装置やディラッピング調整を行わないと、動作時にウォームギヤが重スク製造装置などの角度調整を必要とする分野で広く利用くなったり、ウォームギヤの偏心により回転トルクムラがされている傾斜ステージに新たな駆動機構を採用しライン出ることがありました。また、ウォームホイールとウォーアップしました。その駆動機構はこの度当社で開発しま

ムギヤの摺動面が少ないため、耐磨耗性にも問題がありした「複合カップリング機構ました。

アクチュエータとばねを使用した一般的な微動傾斜ステー

AFXHGSス
テージス小テ型ーMジM・M
Mジに採用されている駆動機構です。アクチュエータで上［1. 複合カップリング機構の概要］

MSS

ス
テージ

■アクチュエータ＋ばね方式駆動トルクの向上を実現しました。

コン
トローラM
MCCM」で、今までの傾斜ステージの持つ問題点を解決し、高精度、高分解能、耐久性、この「複合カップリング機構」は、傾斜テージの駆動機構とテーブルを押し出し、ばねで上テーブルをアクチュエータして、当社における従来のウォームギヤに替わり、送りね側に戻してバックラッシュを無くす機構です。この機構は、じを採用しました。その送りねじと傾斜部分を「直進運動ばね力が強いとアクチュエータにかかる負荷が重くなり、を角度運動に変換する部品」で連結することにより、送り駆動時の負荷が大きいとテーブルが重くなったり、ばね力ねじの描く直線軌道が傾斜部分の描く円弧軌道に伝達すが弱いとテーブルが戻らなくなる問題がありました。

る機構になっています。この機構を採用することで精密ねじの長所を生かすことができ、その結果、高分解能・滑らXYかな動き・耐久性が可能となりました。

ステージ「複合カップリング機構」の駆動は送りねじと特殊な連結部品を採用しているので、従来技術に対し次のような特長があります。

Zス
テージ●ウォームギヤ方式に比べ高分解能です。

Zス
ペーサ昇降ステージスD
テCーモジー
タ回転ス
テージ

エアーク
タチ
ュ傾斜ス
テージ

［3. 複合カップリング機構の特長］●特殊な連結部品の自由な動きにより、回転ムラを吸収します。
●駆動トルクが小さいので、滑らかな動きが実現できます。
●ウォームギヤより摺動面が多くできるので、耐久性を［2. 従来技術と問題点］向上できます。

■ウォームギヤ方式●ばねを使用しないので、確実な送りが実現できます。

ウォームホイールとウォームギヤによる一般的な駆動機構です。傾斜ステージでは上テーブルの一部をウォームホ●送りねじのリードを変更することにより分解能や移動速度の変更が可能です。

イール形状にし、ウォームギヤで駆動させています。この機構は、一定量のバックラッシュを持たせるか、十分な

表

複合カップリング機構と従来方式の比較
項分

A 144

複合カップリング機構
細かい

ウォームギヤ方式
粗い回転トルクムラ小ウォームギヤの偏心分ムラがある

駆 動 ト ル ク

小解目
能

耐久性

拡張性

良い
送りねじリード変更により安易に変更が可能

ウォームギヤの調整によってばらつきがある
磨耗が早い
歯数、モジュールなど設計上の制約があり、変更は難しい

アクチュエータ＋ばね方式
細かい
少ないがばねの強さに応じて重くなる
ばねの強さに応じて重くなる
良い送りねじリードの変更不可

CONTACT

メカニカルステージシステム

TEL：03-3257-1911・FAX：03-3257-1915・E-mail：eigyou@chuo.co.jp・URL：www.chuo.co.jp
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自動ス
テージ

［4. 位置決め誤差について］
直線軌道を円弧軌道に変換しているため、送りねじの移動量と実際に動く傾斜部分との間にタンジェントカーブに手動ステージ

沿った角度誤差と送りねじと傾斜部分の距離にサインカーブに沿った角度誤差が存在します。しかし、現実には移動量± 3°以内での位置決め誤差は微小で、移動量± 5°以内でもウォームギヤ方式の位置決めより少なくなります。また、補正を行うことによって高い位置決め精度を実現することも可能となります。
表ナノ
ポジ
シス
テム

位置決め誤差の例
送りねじの移動量

送りねじと傾斜部分の距離の誤差

移動量と実際に動く傾斜部分の誤差

位置決め角度位置決め誤差位置決め角度位置決め誤差1㎜

00.573°—000.573°—2㎜

1.146°− 0.00006°（− 0.2 秒）

1.146°− 0.00011°（− 0.4 秒）

0㎜

03㎜

1.719°− 0.00023°（− 0.8 秒）

1.718°− 0.00046°（− 1.7 秒）

4㎜

2.292°− 0.00057°（− 2.1 秒）

2.291°− 0.00114°（− 4.1 秒）

5㎜

2.866°− 0.00115°（− 4.1 秒）

2.862°− 0.00229°（− 8.2 秒）

6㎜

3.440°− 0.00201°（− 7.2 秒）

3.434°− 0.00400°（− 14.4 秒）

コン
トロ
ー
ラM
SS

7㎜

4.014°− 0.00322°（− 11.6 秒）

4.004°− 0.00640°（− 23.0 秒）

8㎜

4.589°− 0.00483°（− 17.4 秒）

4.574°− 0.00959°（− 34.5 秒）

9㎜

5.164°− 0.00690°（− 24.8 秒）

5.143°− 0.01368°（− 49.3 秒）

10 ㎜

5.739°− 0.00950°（− 34.2 秒）

5.711°− 0.01879°（− 67.6 秒）

11 ㎜

6.315°− 0.01267°（− 45.6 秒）

6.277°− 0.02503°（− 90.1 秒）

12 ㎜

6.892°− 0.01649°（− 59.4 秒）

6.843°− 0.03249°（− 117.0 秒）

13 ㎜

7.470°− 0.02102°（− 75.7 秒）

7.407°− 0.04129°（− 148.6 秒）

14 ㎜

8.048°− 0.02630°（− 94.7 秒）

7.970°

AFX− 0.05153°（− 185.5 秒）※誤差は送りねじで 1 ㎜送ったときの角度 0.573°を基準にしたときの誤差です。

XY・ステージZ

上記の値は次の計算式で求められます。

ス
テージ

送りねじと傾斜部分の距離での位置決め誤差（ｎは送りねじの移動量）

Z

11
位置決め誤差＝ sin −（1㎜ /100 ㎜）× n − sin −（n/100㎜）

移動量と実際に動く傾斜部分での位置決め誤差（ｎは送りねじの移動量）
1
1
位置決め誤差＝ tan −（1㎜ /100 ㎜）× n − tan −（n/100㎜）［5. 特許について］
この「複合カップリング機構」は「テーブル姿勢調整装置

ATS-C416-EM

ス
テージ

特許第 3848304 号」
として特許登録されました。

ATD-C612-HM

HGSス小テ型ーMジM

MMス
テージMM

昇降ス
テージス
ペーサ

回転ス
テージスD
テCーモジー
タ傾斜ス
テージ

エアークタチュ

ATS-C910-HP

145 A