| 研究概要 |
長いストロークにわたり,ナノメータオーダの超精密位置決めを比較的簡単に実現する方法を開発した.運動伝達要素は,長ストロークの送りに最も一般的な送りねじを使用した.さらに,特別なねじでなくてよいように,ねじ運動による粗動後に微動を組合わせる方式を採用した.微動は,ダブルナットは一定予圧で使用するという従来の発想を転換し,予圧変化によるねじ内各部の変形から生じるナットの軸方向変位の利用を考えた.したがって,ねじ面の摩擦は無関係であり,ボールねじ,すべりねじの区別なく使える.本方法は送りねじ単一要素上で粗動と微動を行わせるので,粗微動一体形と名付けた.
1.まず微動理論を検討し,予圧変化1Nあたりナノメータオーダの変位が得られ,間座剛性によって最小送り分解能および微動範囲が幅広く調整できることを示した.
2.本法を組込んだ粗微動一体形超精密送り装置を製作し,その位置決め性能を調べた.テーブル変位はナット微動と同一であること,テーブル微動にはヒステリシス,ロストモーションがなくしかも広範囲のテーブル負荷に対して,影響を受けなかった.
3.本方式の微動制御システムを構築した.特に,予圧と微動の一義的な関係に着目した予圧による間接的な送り制御は,変位計出力に見られるナノメータオーダ領域での変動の影響を避けることができ,有効である.本微動システムにより,ボールねじで5nm,すべりねじで1nmの安定したステップ送りが得られた.
4.本方式を適用した縦型ナノメータ送りヘッドを試作し,微小硬度計として使用したところ,500nm程度の押込み深さに対して支障なく使用できた.
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