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熱変形ドリフト対策を構じたサブナノメートル分解能の小型超精密位置決め装置

研究課題

研究課題/領域番号 14350076
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械工作・生産工学
研究機関静岡理工科大学

研究代表者

大塚 二郎  静岡理工科大学, 理工学部, 教授 (30016787)

研究分担者 恩田 一  静岡理工科大学, 理工学部, 教授 (60350906)
市川 宗次  シグマテック株式会社, 代表取締役・研究職
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
14,800千円 (直接経費: 14,800千円)
2004年度: 4,700千円 (直接経費: 4,700千円)
2003年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
2002年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
キーワード超精密位置決め / 熱変形 / ビジュアルサーボ / サブナノメートル分解能 / ナノテクノロジー / 低熱膨張材 / サブナノメートル
研究概要

(1)0.2nm、0.5nm、1nm分解能の変位センサを開発した。
(2)上記変位センサを用いて、0.2nm(手動制御)、0.5nm(自動制御)、1nm(自動制御)の分解能を持つ超精密位置決め装置を開発した。
(3)上記超精密位置決め装置を長時間使用すると、モータ等の発生する熱により装置は熱変形する。装置のステージの水平方向、垂直方向の熱変形によるドリフトを測定した。そこでは、熱的特性の異なる4種類の金属を位置決め装置の構造材として用いた。ステンレス鋼は熱変形ドリフトが大きく、低熱膨張材は期待したほど熱変形ドリフトは小さくならなかった。
(4)完全にドリフトを除く手段として、ビジュアルサーボシステムを光学顕微鏡に応用した。観察対象物が激しく移動しても顕微鏡の視野の中心に対象物を制御できた。
(5)超精密位置決め装置の熱変形ドリフトを減少させる次のような方策を示した。
(1)モータの熱を装置を支持する台へ逃がす方法、
(2)モータとベースの間に断熱材を挿入する方法、
(3)その他、装置を冷却する方法。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2005 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (4件) 図書 (3件) 文献書誌 (9件)

  • [雑誌論文] Developmento of Ultraprecision Positioning Device with 5nm Resolution2005

    • 著者名/発表者名
      J.Otsuka, S.ichikawa, K.Suzuki
    • 雑誌名

      Measurement of Science and Technology (IOP) 16(to be published)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Small Displacement Sensor and Small Ultraprecision Positioning Device with 1nm Resolution (in Japanese)2003

    • 著者名/発表者名
      J.Otsuka, S.Ichikawa, Y.Yamaguchi
    • 雑誌名

      J.Japan Society for Precision Engineers Vol.69,No.10

      ページ: 1428-1433

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Present Trend of Positioning Control Technology (in Japanese)2002

    • 著者名/発表者名
      J.Otsuka
    • 雑誌名

      J.Society of Instrument and Control Engineers Vol.41,No.11

      ページ: 769-774

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Ultraprecision Positioning Device with 5nm Resolution

    • 著者名/発表者名
      J.Otsuka, S.Ichikawa, K.Suzuki
    • 雑誌名

      Measurement of Science and Control (Institute of physics publishing) Vol.16 (to be published)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] ナノテクノロジーと超精密位置決め技術2005

    • 著者名/発表者名
      大塚二郎
    • 総ページ数
      189
    • 出版者
      株式会社工業調査会
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] Nanotechnology and Ultraprecision Technology (in Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      J Otsuka
    • 総ページ数
      189
    • 出版者
      Kogyo-chosakai Ltd.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] ナノテクノロジーと超精密位置決め技術2005

    • 著者名/発表者名
      大塚二郎
    • 総ページ数
      189
    • 出版者
      (株)工業調査会
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 大塚二郎, 市川宗次, 山口祥之: "1nm分解能の小型変位センサと小型超精密位置決め装置の開発"精密工学会. 49, 10. 1428-1433 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 大塚二郎: "超の世界-超精密位置決め"自動車技術. 57, 6. 115-116 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 大岩孝彰, 大塚二郎: "ナノメートルの計測と位置決め"機械の研究. 55, 8. 815-824 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 大塚二郎: "精密位置決めの高速化、高精度化、低価格化"日経メカニカルD&M. No.585. 100-104 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 大塚二郎: "位置決め制御技術の現状と動向"計測自動制御学会誌. 42.11. 769-774 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 大塚二郎: "精密・超精密位置決めの技術動向"日刊工業新聞. 8月21日号. 9-10 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 大塚二郎: "工作機械の精密位置決め技術"日刊工業新聞. 8月28日号. 34-35 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 大塚二郎: "位置決め設計特集(2)位置決めの秘訣"日経メカニカルD&M. 573. 82-91 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 大塚二郎: "位置決め設計特集(3)ナノメートル位置決め機構設計の最前線"日経メカニカルD&M. 577. 128-138 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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