中国などを中心とした生産拠点の海外移転が進み、国内製造業の空洞化がより深刻な問題となっている。アジア各国との熾烈な競争に打ち勝つためには、高度で低価格な製造技術による、付加価値の高いものづくりへの転換が急務である。このような背景から、生産機械に対する要求精度も、現在では数ナノ,すなわち10億分の1メートルオーダといった超高精度が求められている。しかし従来技術では、精度向上に伴ってメカニズムが非常に複雑になり、機械装置が大型、非常に高価格となる、等の欠点がある。 |
そこで、本研究では生産機械装置のキーコンポーネントの一つである多自由度ステージを対象として取り上げ、新機構の構造とすることで小型化し、新原理に基づく超音波モータのダイレクト駆動により、高速で高精度なナノメートルオーダの位置決め、メカニズム構造の単純化、低価格実現し、日本独自技術による高付加価値、低価格の生産機械実現を目指す。これまでの主な成果を以下に示す。 |
| （1） 新構造の超音波モータ提案 |
近年需要が高い超小型のアクチュエータとして、すぐれた特長を持つ超音波モータを開発。（民間企業と共同作業） |
| （2） 上記超音波モータを用いた小型ステージの試作（下図参照） |
小型ステージの試作を行い、精度測定、連続運転時の温度変化について検証を行った。0.1μmの分解能と約１μmの位置決め精度を確認した。運転時の発熱が非常に少なく省電力、熱変形防止等の面で優れた特性を備えることがわかった。 |
| (3) 高精度X-Yステージの試作 |
オールセラミックス構造、高精度なレーザ干渉型エンコーダの採用を特徴とする、より実用的な２自由度X-Yステージの試作を行った。 |
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図 試作した小型ステージ
（評価用プロトタイプ） |
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| 特徴：
（従来型電磁モータシステムとの比較）
- 小型、軽量、構造単純、低価格化
- 低消費エネルギー、高効率
- 低発熱（熱変形極小）
- 高精度（ナノメートルオーダの分解能）
- 非磁性（電磁石等不使用）
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成果普及が期待される産業分野：
マイクロマシン製造装置
電子ビーム描画装置
走査電子顕微鏡
欠陥検査/修正装置
精密測定機 等 |
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