JPH0226050Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は表面分析装置用試料ステージに係り、
詳しくは、表面分析室内に突出配置されたアーム
と、このアームの内端に配設された試料台とを備
え、かつ、前記アームがその突出方向（Ｚ軸）及
びこれと互いに直交する２方向（Ｘ軸、Ｙ軸）の
それぞれに沿つて移動可能に構成された表面分析
装置用試料ステージに関する。

(ロ) 従来の技術 従来から、試料の表面分析を行う分析機器にお
いては、その表面分析室内に突出配置され、か
つ、内端に試料台が配設されたアームをXYZの
３軸方向に沿つて移動させたうえで位置決め調整
しうる構成の試料ステージが採用されている。と
ころが、近年、表面研究用に種々の分析機器が複
合化されるにつれて、試料台を移動することが可
能なばかりでなく、各軸まわりにも回転可能に構
成することが強く望まれるようになつた。

(ハ) 目的 本考案は、上記要望に応えるべく創案されたも
のであつて、試料台をXYZの３軸方向に沿つて
移動させることによつて位置決め調整しうるばか
りか、これらの３軸それぞれまわりの回転調整を
も互いに他の軸から独立した状態で容易に行うこ
とができる構成の表面分析装置用試料ステージを
提供することを目的としている。

(ニ) 構成 本考案は、このような目的を達成するため、表
面分析室内に突出配置されたアーム２と、このア
ーム２の内端に配設された試料台４とを備え、か
つ、前記アーム２がその突出方向（Ｚ軸）及びこ
れと互いに直交する２方向（Ｘ軸、Ｙ軸）のそれ
ぞれに沿つて移動可能に構成された表面分析装置
用試料ステージ１において、前記アーム２はＺ軸
まわりに回転可能に支持され、このアーム２の内
端には揺動枠３がＸ軸まわりに揺動自在で支持さ
れ、この揺動枠３には前記試料台４がＹ軸まわり
に回転自在で支持される一方、表面分析室外に
は、前記揺動枠３のＸ軸まわりの揺動操作用のＸ
軸回転操作具９と、前記試料台４のＹ軸まわりの
回転操作用ならびに前記アーム２のＺ軸まわりの
回転操作用を兼ねたＹ軸兼Ｚ軸回転操作具１０
と、前記アーム２と試料台４のいずれか一方の回
転動作切り換え操作用のクラツチ操作具１１とが
それぞれ設けられ、前記揺動枠３はＸ軸回転伝動
系１２を介してＸ軸回転操作具９に連結され、前
記試料台４はＹ軸回転伝動系１４に、前記アーム
２はＺ軸回転伝動系１５にそれぞれ連結され、こ
れらのＹ軸回転伝動系１４及びＺ軸回転伝動系１
５と前記Ｙ軸兼Ｚ軸回転操作具１０との間には、
前記クラツチ操作具１１の操作に応じて前記Ｙ軸
兼Ｚ軸回転操作具１０をＹ軸回転伝動系１４とＺ
軸回転伝動系１５とのいずれか一方に択一的に接
続する接続切換クラツチ機構１３が設けられてい
ることを特徴とするものである。

(ホ) 実施例 以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は本考案に係る表面分析装置用試料ステ
ージの外観を示す側面図、第２図はその要部の外
観を拡大して示す底面図であり、第３図はＺ軸ま
わりに回転操作された状態を拡大して示す縦断側
面図である。なお、説明の都合上、第１図及び第
３図においては、紙面の左右方向をＺ軸、その上
下方向をＹ軸とし、紙面と直交する表裏方向をＸ
軸としている。

この表面分析装置用試料ステージ１は、表面分
析室（図示していない）の外壁に連結固定された
取付枠５によつて一体的に支持されるものであ
り、表面分析室内に突出配置されるとともに、こ
の突出方向（Ｚ軸）及びこれと互いに直交する２
方向（Ｘ軸、Ｙ軸）のそれぞれに沿つて移動可能
に構成されたアーム２を備えている。そして、こ
のアーム２の内端にはＸ軸まわりに揺動自在で支
持された揺動枠３が設けられ、かつ、この揺動枠
３にはＹ軸まわりに回転自在で支持された試料台
４が設けられている。

また、表面分析室外には、アーム２をXYZの
３軸方向に沿つて移動させるための移動ステージ
機構５０が設けられている。そして、この移動ス
テージ機構５０は、取付枠５に支持されてＺ軸方
向に延出された移動ステージ台５１と、この移動
ステージ台５１上に配置されてＺ軸に沿つて移動
するＺ軸ステージ５２と、このＺ軸ステージ５２
に支持されてＹ軸方向に沿つて移動するＹ軸ステ
ージ５３と、このＹ軸ステージ５３上に配設され
てＸ軸方向に沿つて移動するＸ軸ステージ５４と
から構成されており、アーム２はこのＸ軸ステー
ジ５４によつて支持されている。

ところで、この移動ステージ機構５０は、送り
ネジなどのような一般的な直線駆動機構を利用し
て構成されたものであり、その具体的な構成は周
知であるから、図示及び説明を省略する。そし
て、この移動ステージ機構５０を構成する移動ス
テージ台５１にはＺ軸ステージ５２を移動させる
ためのＺ軸位置調整操作具８が、また、Ｚ軸ステ
ージ５２にはＹ軸ステージ５３を移動させるため
のＹ軸位置調整操作具７が配設される一方、Ｙ軸
ステージ５３にはＸ軸ステージ５４を移動させる
ためのＸ軸位置調整操作具６が設けられている。

さらに、取付枠５の表面分析室外には、Ｘ軸回
転伝動系１２を介して揺動枠３をＸ軸まわりに揺
動操作するＸ軸回転操作具９と、Ｙ軸回転伝動系
１４を介して試料台４をＹ軸まわりに回転操作
し、また、Ｚ軸回転伝動系１５を介してアーム２
をＺ軸まわりに回転操作するＹ軸兼Ｚ軸回転操作
具１０と、クラツチ操作具１１とがそれぞれ設け
られている。そして、Ｙ軸回転伝動系１４とＺ軸
回転伝動系１５との間には、クラツチ操作具１１
の操作により、これら両者の回転動作を択一的に
切り換える、すなわち、アーム２及び試料台４の
いずれか一方のみの回転動作に切り換えるための
接続切換クラツチ機構１３が設けられている。そ
こで、この接続切換クラツチ機構１３によつて切
り換えられたＹ軸回転伝動系１４は試料台４のみ
を回転駆動することになり、Ｚ軸回転伝動系１５
は揺動枠３及び試料台４を含むアーム２の全体を
回転駆動することになる。

このＸ軸回転伝動系１２は、アーム２内を貫通
して配設された伝動軸１６を備えており、この伝
動軸１６の外端は周知のベローズを用いてなる直
線導入器（図示していない）を介してＸ軸回転操
作具９に連結されている。また、この伝動軸１６
の内端はアーム２に支持された揺動枠３の近傍位
置にまで延出されており、この内端にはラツク１
８が連結されている。そして、このラツク１８
は、アーム２の内端に回転自在で支持されたピニ
オン１７と噛み合わされている。さらに、このピ
ニオン１７は揺動枠３に固着された扇形歯車１９
とも噛み合わされており、ラツク１８から伝達さ
れた駆動力を扇形歯車１９へ伝達することによ
り、この扇形歯車１９を回転駆動するように構成
されている。

そこで、このＸ軸回転伝動系１２においては、
取付枠５に設けられたＸ軸回転操作具９を回転操
作すれば、この回転力が直線導入器を介して伝動
軸１６に直線駆動力として伝達されることにな
る。そして、この伝動軸１６と連結されたラツク
１８と噛み合うピニオン１７が回転駆動され、さ
らに、このピニオン１７と噛み合う扇形歯車１９
が回転駆動される結果、アーム２によつて揺動自
在に支持された揺動枠３がＸ軸まわりに揺動動作
することになる。

つぎに、Ｙ軸回転伝動系１４は、上述した伝動
軸１６に外嵌された伝動管２０を備えており、こ
の伝動管２０の外端は周知のベローズを用いた回
転導入器（図示していない）を介してＹ軸兼Ｚ軸
回転操作具１０に連結されている。なお、この伝
動管２０の取付板５寄り部分は、後述するよう
に、アーム２の全体をＺ軸まわりに回転操作する
ためのＺ軸回転伝動系１５として兼用されること
になる。また、このＹ軸回転伝動系１４は、伝動
管２０の内端にスプライン嵌合されることによつ
て伝動管２０の軸心（Ｚ軸）に沿う方向にのみ移
動しうる原動プーリ２１と、揺動枠３に回転自在
で支持されて試料台４に連結された回転軸２２
と、その内端に配設された従動プーリ２３とを具
備している。そして、これらの両プーリ２１，２
３は、第３図における要部のみを取り出して模式
的に示す第４図のように、原動プーリ枠２４で回
転自在に支持された一対の遊転プーリ２５と揺動
枠３に回転自在で支持された一対の遊転プーリ２
６とを介して掛けわたされたワイヤ２７によつて
連結されている。

また、このＹ軸回転伝動系１４は、伝動管２０
の内端側に外嵌されたバネ座ブロツク２８を備え
ており、このバネ座ブロツク２８にはバイアスス
プリング２９が嵌着されている。そして、このバ
ネ座ブロツク２８と揺動枠３に固着された一方の
遊転プーリ２６とは互いに所定長さのクランク３
０を介して連結されており、このクランク３０に
よつてバネ座ブロツク２８を揺動枠３の揺動動作
に伴つて移動させるようになつている。そのた
め、この揺動枠３の揺動動作に伴うワイヤ２７の
張力変化は、クランク３０と前記バイアススプリ
ング２９とによつて防止されることになる。

さらに、アーム２とＹ軸兼Ｚ軸回転操作具１０
との間における取付板５の表面分析室内側位置に
は、前記伝動管２０を兼用するＹ軸回転伝動系１
４とＺ軸回転伝動系１５とを択一的に切り換え操
作するための接続切換クラツチ機構１３が設けら
れている。そして、この接続切換クラツチ機構１
３は、伝動管２０に外嵌され、Ｚ軸に沿う摺動の
み可能な第１クラツチパツド３１と、アーム２の
外端２ａに固着されたクラツチ板３２と、このク
ラツチ板３２の回転動作を制止するためにＺ軸に
沿う摺動のみ可能な第２クラツチパツド３３とを
備えており、バネ弾性を有する両クラツチパツド
３１，３３はクラツチ板３２を挟んだ状態で対向
配置されている。

さらにまた、取付枠５の内面には、伝動軸１６
及び伝動管２０とそれぞれ平行配置されて表面分
析室内側へ向かう複数本のガイドバー３４が互い
に離間した状態で突設されており、これらのガイ
ドバー３４の所定位置にはＺ軸に沿う摺動のみ可
能な第１連動プレート３５（図では、左側）と第
２連動プレート３６とがそれぞれ取り付けられて
いる。そして、この第１連動プレート３５には、
その外端に配設された連結部材３７を介して第２
クラツチパツド３３が連結されている。

一方、伝動管２０の互いに離間した所定位置そ
れぞれには、Ｚ軸に沿う摺動のみ可能に外嵌され
た第１クラツチブロツク３８（図では、左側）
と、外嵌して固着された第２クラツチブロツク３
９とが設けられており、この第１クラツチブロツ
ク３８の内面には第１クラツチパツド３１が固着
されている。そして、この第１クラツチブロツク
３８の外周凹部３８ａには第１連動プレート３５
の内端が、また、第２クラツチブロツク３９の外
周凹部３９ａには第２連動プレート３６の内端が
それぞれ遊嵌されている。従つて、第１連動プレ
ート３５をＺ軸に沿つて摺動させると、その摺動
方向によつて選択された第１及び第２クラツチパ
ツド３１，３３のいずれか一方がクラツチ板３２
に当接して押し付けられることになる。

つぎに、取付枠５に設けられたクラツチ操作具
１１と接続切換クラツチ機構１３との相互関係構
造について説明する。このクラツチ操作具１１
は、第３図に示すように、ベベルギヤ４０とジヨ
イント軸４１とを介して第１ピニオン４２（図で
は、下側）に連結されており、この第１ピニオン
４２にはＺ軸に沿つて支持されたリングギヤ４３
が噛み合つている。そして、このリングギヤ４３
は、Ｚ軸に関して対称となる取付枠５の所定位置
に遊嵌された第２ピニオン４４（図では、上側）
とも噛み合つている。

さらに、これらの第１及び第２ピニオン４２，
４４それぞれは第２連動プレート３６によつて摺
動自在に支持されたクラツチ駆動軸４５，４６の
外端に取り付けられる一方、これらのクラツチ駆
動軸４５，４６それぞれのねじ切り形成された内
端は第１連動プレート３５を挿通したうえ、この
第１連動プレート３５の外面に固着されたナツト
４７，４８と螺合されている。すなわち、これら
のクラツチ駆動軸４５，４６とナツト４７，４８
とは送りねじ機構を構成していることになり、ク
ラツチ駆動軸４５，４６が回転動作すれば、ガイ
ドバー３４によつて支持された第１連動プレート
３５がＺ軸に沿つて摺動することになる。

そこで、この取付枠５に設けられたクラツチ操
作具１１を回転操作すれば、接続切換クラツチ機
構１３を構成する第１連動プレート３５がＺ軸に
沿つて螺進退することになり、これに伴つて変位
した第１及び第２クラツチパツド３１，３３のう
ちのいずれか一方が選択されたうえ、クラツチ板
３２に押し付けられて連結されることになる。そ
して、このとき、第２クラツチパツド３１とクラ
ツチ板３２とが連結されれば、伝動管２０がＺ軸
回転伝動系１５として機能してクラツチ板３２が
固着されたアーム２とＹ軸兼Ｚ軸回転操作具１０
とが互いに接続される結果、このＹ軸兼Ｚ軸回転
操作具１０の回転操作によつて揺動枠３及び試料
台４を含むアーム２の全体がＺ軸まわりに回転す
ることになる。

また、このとき、クラツチ板３２と第２クラツ
チパツド３３とが連結されれば、このクラツチ板
３２の回転が第２クラツチパツド３３によつて制
止されることになる。そこで、Ｙ軸兼Ｚ軸回転操
作具１０と連結された伝動管２０によつて原動プ
ーリ２１が回転操作されることになり、この原動
プーリ２１がワイヤ２７を介して試料台４の従動
プーリ２３を回転させる結果、この試料台４のみ
がＹ軸に回転することになる。なお、ここで、Ｙ
軸及びＺ軸回転伝動系１４，１５を構成する伝動
管２０が回転操作された場合には、これが外嵌さ
れた伝動軸１６も共に回転するように構成されて
いることはいうまでもない。

(ヘ) 考案の効果 以上説明したように、本考案においては、表面
分析室内に突出配置されたアームの内端にはＸ軸
まわりに揺動自在で支持された揺動枠を設け、か
つ、この揺動枠にはＹ軸まわりに回転自在で支持
された前記試料台を設けるとともに、Ｘ軸回転伝
動系を介して揺動枠のみを揺動操作するＸ軸回転
操作具と、Ｙ軸回転伝動系を介して試料台を回転
操作し、もしくは、Ｚ軸回転伝動系を介してアー
ムをＺ軸回りに回転操作するＹ軸兼Ｚ軸回転操作
具と、クラツチ操作具とを設ける一方、このクラ
ツチ操作具の操作によつてアーム及び試料台のい
ずれか一方のみの回転動作に切り換える接続切換
クラツチ機構を設けている。

したがつて、本考案に係る表面分析装置用試料
ステージによれば、XYZの３軸に沿う位置決め
調整はいうまでもなく、従来例では行うことので
きなかつた３軸それぞれまわりの回転調整を他の
軸から独立した状態で容易に行うことが可能とな
り、試料を載置する試料台の角度調整を容易に行
うことができるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本考案の実施例に係り、
第１図は本考案に係る表面分析装置用試料ステー
ジの外観を示す側面図、第２図はその要部の外観
を拡大して示す底面図、第３図はＺ軸まわりに回
転操作された状態を拡大して示す縦断側面図であ
り、さらに、第４図は第３図の要部のみを取り出
して模式的に示す説明図である。 図における符号１は表面分析装置用試料ステー
ジ、２はアーム、３は揺動枠、４は試料台、９は
Ｘ軸回転操作具、１０はＹ軸兼Ｚ軸回転操作具、
１１はクラツチ操作具、１２はＸ軸回転伝動系、
１３は接続切換クラツチ機構、１４はＹ軸回転伝
動系、１５はＺ軸回転伝動系である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 表面分析室内に突出配置されたアーム２と、こ
   のアーム２の内端に配設された試料台４とを備
   え、かつ、前記アーム２がその突出方向（Ｚ軸）
   及びこれと互いに直交する２方向（Ｘ軸、Ｙ軸）
   のそれぞれに沿つて移動可能に構成された表面分
   析装置用試料ステージ１において、 前記アーム２はＺ軸まわりに回転可能に支持さ
   れ、このアーム２の内端には揺動枠３がＸ軸まわ
   りに揺動自在で支持され、この揺動枠３には前記
   試料台４がＹ軸まわりに回転自在で支持される一
   方、 表面分析室外には、前記揺動枠３のＸ軸まわり
   の揺動操作用のＸ軸回転操作具９と、前記試料台
   ４のＹ軸まわりの回転操作用ならびに前記アーム
   ２のＺ軸まわりの回転操作用を兼ねたＹ軸兼Ｚ軸
   回転操作具１０と、前記アーム２と試料台４のい
   ずれか一方の回転動作切り換え操作用のクラツチ
   操作具１１とがそれぞれ設けられ、 前記揺動枠３はＸ軸回転伝動系１２を介してＸ
   軸回転操作具９に連結され、前記試料台４はＹ軸
   回転伝動系１４に、前記アーム２はＺ軸回転伝動
   系１５にそれぞれ連結され、 これらのＹ軸回転伝動系１４及びＺ軸回転伝動
   系１５と前記Ｙ軸兼Ｚ軸回転操作具１０との間に
   は、前記クラツチ操作具１１の操作に応じて前記
   Ｙ軸兼Ｚ軸回転操作具１０をＹ軸回転伝動系１４
   とＺ軸回転伝動系１５とのいずれか一方に択一的
   に接続する接続切換クラツチ機構１３が設けられ
   ていることを特徴とする表面分析装置用試料ステ
   ージ。