JPH02500542A - ミクロトームの送り機構のための遊びのない駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 ミクロトームの送り機構のための遊びのない駆動装置 技術分野 本発明はミクロトームの送り機構のための遊びのない駆動装置に関する。

背景技術 ミクロトームの送り機構のための駆動装置としては９回転自在に且つ軸方向に移 動不能に軸支されたネジ（スクリユー）スピンドルと、刃の方向へ送ることがで きる試料ホルダに駆動結合され、上記ネジスピンドルと共働するスピンドルナツ トとを含むものがある。

組織学的実験の場合、切断厚さの一定性が本質的な基本前提条件である。この切 断厚さの一定性は、ミクロトームによって頻繁に切断を行なった場合も長期の休 止時間後も同様に保持されなければならない。環境温度も又この切断厚さの一定 性に影響を与えてはならない。マイクロメータ機構とも呼ばれる送り機構の構造 や型が、これに対して決定的影響を有する。従来の構造の場合、第１．２図を参 照して詳細に説明するネジ伝動装置を使用している。この配置の場合、ネジの軸 方向の遊びを避けるため、特に、ネジ山頂部において２点当接または３点当接を 行なっている。しかしながら、スピンドルのネジに僅かなテーパがあっても。

点当接が消失し、その結果ステップ幅の、従って切断厚さの一定性が保証されず １作製された切片が厚くなったり薄くなったりする。

発明の開示 従って９本発明の目的は、自動修正を行い、保守を大幅に軽減した。ａびのない 、ミクロトームの送り機構のための駆動装置を提供することにある。この目的は 本発明にもとづき、冒頭に述べた種類の駆動装置において、スピンドルナツトを 、軸方向に弾性的に相互に対し付勢され１回転一体的で軸方向に相互に指動可能 である２つの部分ナツトから構成することによって、達成される。部分ナツトの 弾性的な作用力は。

圧縮バネによって、特に、板バネ又は波形バネによって或いは少くとも１つの圧 縮コイルバネによって、加えるのが好ましい。双方の部分ナツトは、一方の部分 ナツトに固定され他方の部分ナツトの溝に係合するビンによって１回転方向に関 し相互に結合するのが好ましい。かくして、ネジフランクの摩耗時、試料ホルダ からメスへの一オーダーの送りの範囲において再現性の良いステップ運動が保証 され、且つより大きい製作公差が許容されるよう、軸方向遊びを自動的に調節す る形式の精密ネジ伝動装置が得られる。

試料ホルダとスピンドルナツトとの間の結合は、圧縮バネにより相互に対し付勢 された２つのころがり軸受を用いて部分ナツトの一方を介して行うのが好ましい 。ネジスピンドルと試料ホルダに伝動結合された部分ナツトとの間に少くとも１ つのすべり軸受を設けるのが好都合であることが判った。この場合、すべり軸受 を対応する部分ナツトに隣接させて設置するのが好ましい。特に好的な実施例に もとづき、試料ホルダに伝動結合された部分ナツトのネジの両側に、それぞれ１ つのすべり軸受を設ける。かくして、半径方向及び軸方向に荷重がかっても、粗 調整および微調整について、スピンドルのネジ山のテーパの損傷を受けることな く安定な位置決め精度が得られる。すべり軸受対は、ネジスピンドルの円筒形周 縁部分と、上記周縁部分と共働する部分ナツトの円筒形内壁とから構成するのが 好都合である。

マイクロメータ機構の損傷を防止するためには、送りを制限する端部軸受におい て、大すぎる力は避けなければならず、終端位置からネジスピンドルを取外すた めに大きい力が必要であってはならない。これは。

本発明にもとづき、スピンドルナツトの送りの端部範囲においてスピンドルの円 周方向に作用する少くとも１つのストッパによって軸方向運動の終端位置を限定 することによって達成される。上記スト１バは、少くとも一方の部分ナツトの、 他方の部分ナツトとは反対側の地面に、第１当接要素を設け、これをスピンドル の所定数の回転後にネジスピンドル自体に設置された第２当接要素と係合させる とすることによって都合よく構成される。かくして、ネジの形状が変形から保護 される。力学的なバネ／ディスクカップリングが、過大な駆動モーメントからマ イクロメータ機構を保護する。この目的のため、ころがり軸受によって試料ホル ダに固定された部分ナツトは、所定の第１トルクを越えるまで、第１摩擦カツプ リングによって試料ホルダに対して回転しないよう確保される。この場合、第１ 摩擦カツプリングは、何れかのころがり軸受の外レースに支持され且つ部分ナツ トのショルダに当接する。

波形バネから構成するのが好ましい。更に、ネジスピンドルは、所定の第２トル クを越えるまで、第２摩擦カツプリングによってミクロトームの固定部分に対し て回転しないよう確保される。

それ自身は公知の自動送り機構が９試料ホルダに回転自在に装着された部分ナツ トに作用し、第１摩擦カツプリングの抵抗に抗して部分ナツトを回転させ。

一方ネジスピンドルは、第２摩擦カツプリングの影響を受ける状態に保持され、 ネジスピンドル自体が、好ましくは速送りに役立つ第２送り駆動装置ｆ（好まし くは手操作駆動装置）に伝動結合されている場合は１間層なく速送りおよび自動 ステップ運動を達成でき、同時に、上述の過大の駆動モーメントが避けられる。

更に、軸方向に作用する少くとも１つのニードル軸受によってネジスピンドルを 架台に固定したミクロトームの固定部分に対して軸方向へ固定すれば好適である ことが判った。この場合、ネジスピンドルを遊びなく軸方向へ軸支するため、２ つのニードル軸受を使用するのが好ましい。

添付の図面を参照して以下に本発明の詳細な説明する。

図面の簡単な説明 第１図は、メスと試料との間の送り運動のため、ネジスピンドルとスピンドルナ ツトとを半径方向に力をかけてほぼ遊びなく組合せたネジ伝動装置によって。

水平な送りを行う形式の先行技術のミクロトームの送り機構の縦断面図。

第２図は、半径方向に設けた機能要素によってネジの軸方向遊びの残存量を補償 する形式の、第１図に示した先行技術の送り機構のネジ伝動装置の横断面図。

第３図は２本発明に係る送り機構に使用するネジ伝動装置の実施例の略縦断面図 。

第４図は１本発明に係る送り機構の縦断面図（この場合、理解に必要のない部分 は除去しである）である。

発明を実施するための最良の形態 第１．２図に示した先行技術の送り機構の場合、ネジスピンドル１が設けてあり 、このネジスピンドルには、スピンドルナツト２がこのネジスピンドルに螺着で きるよう設置されている。スピンドルナツト２のネジ込みによって試料ホルダが 軸方向へ摺動はするが。

共転はしないように、スピンドルナツト２は、２つのころがり軸受３．４によっ て試料ホルダ５（一部分のみを示した）に取付けである。

ネジの３〜７−の範囲の軸方向の遊びの残存を避けるため、半径方向へ配置され た機能要素（図示の実施例の場合にネジピン６．７）が設けてあり、かくして、 特に、ネジ山頂部において２点当接または３点当接が達成される。スピンドル伝 動装置に僅かなテーパが存在しても、半径方向機能要素の点装置が消失し。

その結果、送りステップの一定性が保証されず、切片に関して厚／薄効果（厚さ 変動効果）が現れ、ミクロトームの操作に関して極めて好ましくない。第３．４ 図参照に示したようなミクロトームの送り機構の本発明に係る構造によって、遊 びのない駆動装置が作られる。マイクロメータ機構とも呼ばれる上記送り機構の 基本原理の本質的特徴は、第３図の略図から知り得るであろう。この部分縦断面 の略図に、歯頂部を通り軸方向Ｌ−Ｌに直角に交差する（即ち半径方向へ延びる ）平面に関して対称な歯を有するスピンドルネジ８を長手方向部分に備えたネジ スピンドル１を示した。

スピンドルネジには、それぞれ対応するネジピッチを有する部分ナツト２ａおよ びロックナツトとして構成された部分ナツト２ｂが係合する。部分ナツト２ａ。

２ｂは、参照数字９で示した如く１回転一体的に相互に対して結合されているが 、軸方向へ互に対して摺動可能である。部分ナツト２ａ、２ｂは、バネ装置ｌＯ を介して相互に対し付勢され、従って、バネ装置１０が。

図示の実施例の如く圧縮バネとして作用するか、別の実施例の如く引張バネとし て作用するかに応じて１部分ナツト２ａのネジ山は、スピンドルネジ山の第３図 で見て右側または左側の歯フランクに当接し、一方。

部分ナツト２ｂのネジは、スピンドルネジの第３図で見て左側または右側の歯フ ランクに当接する。

上述、の構成によって、ネジスピンドル１とスピンドルナツト２との間に軸方向 の作用力が形成され、この場合、試料ホルダに結合されてない部分ナツト２ａま たは２ｂは２弾性的に浮動状態に支持され、ネジ山の軸方向の遊びを補償するロ ックナツトとして働く。

第４図に示した送り機構の実施例の場合、同じく。

軸方向の作用力の上記原理が実現される。ネジスピンドル１は１部分的に、スピ ンドルネジ部８ｇ、８ｂを備え、更に、２つの精密円筒面１１．１２を含んでお り。

精密円筒面１１は、スピンドルネジ部分８ａと８ｂとの間に設けてあり、精密円 筒面１２は、固定機構側のスピンドル１の端部に設けである。精密円筒（案内） 画工１は、スピンドルネジよりも大きい径を有し、一方、精密円筒（案内）面１ ２は、スピンドルネジよりも小さい径を有し、かくして１部材の組立てが簡略化 される。

精密円筒案内面１１．１２は１部分ナツト２ａの内部に設置された対応する精密 円筒形ブシｘ１３．１４と共働する。上記精密円筒形ブシユは、上記ネジ範囲８ ａの長さにわたって、場合によっては存在するテーバが切断厚さの一定性に対し て影響しないよう、スピンドルネジ８ｂのネジ径に調心機能を与えるのに役立つ 。ネジスピンドル１のネジ範囲８ｂは１部分ナツト２ａの雌ネジ１５と係合し、 従って、ネジスピンドル１が回転すると、ミゾ付ころがり軸受３，４を介して半 径方向に支持した部分ナツト２ａが、試料ホルダを形成または担持するスライダ １Ｇを摺動する。波形バネ１７は、双方のミゾ付ころがり軸受３．４を軸方向に 付勢し、かくして、ネジスピンドル１上で部分ナツト２ａの所定のラジアル回転 運動が行われても試料を刃へ送る可動スライダ１６に対しての部分ナツト２ａの 軸方向の摺動はない。ミゾ付ころがり軸受３．４は、ネジスピンドル１を介して ２つのニードル軸受１８．１９に軸方向へ支持され、軸方向荷重変化を吸収する 。この場合、軸方向のニードル軸受ＩＬ　１９は、逆方向の遊びを消失させるよ う作用する。

ニードル軸受１８は、ネジスピンドル１のカラー２０又は上記ネジスピンドルの 対応するミゾに挿入されたスナップリングによって、ミクロトームの固定部分に 当接状態に保持される。ニードル軸受■９についても同様である。この場合、第 ４図に示した固定部分２１に対する上記ニードル軸受の当接は１手動連送りのた めにネジスピンドル１の端部に取付けた駆動ビニオン２２によって、または図示 していないが上記要素の間に挿入したロックナツトによって行われる。駆動ビニ オンは、ピン２３又は調節ネジによってネジスピンドル１に対して回転しないよ う保持される。

波形バネ１７は、更に、対向受けの機能を果す。この場合、上記波形バネのバネ 力は、切断プロセスにおいて、刃内への試料の引入れに伴うスライダ１６の前進 運動を阻止するよう選択されている。波形バネ１７とは逆方向へ作用する別の波 形バネ２４は、一方では１部分ナツト２ａのショルダに支持され、他方では、こ ろがり軸受４の外レースに支持される。かくして、駆動ビニオンを介してネジス ピンドル１を回転させようとしても１部分ナツト２ａとネジスピンドル１の共転 を阻止し、もって２部分ナツト２ａおよび試料ホルダの軸方向摺動を阻止する第 １摩擦カツプリングが生ずる。

駆動ビニオン２２の端面には、第２摩擦カツプリングとして役立つ摩擦ディスク ２５が当接する。摩擦ディスク２５は、ミクロトームの運転状態°自動送り”の 際にネジスピンドル１の望ましくない共転を阻止する。この場合、上記運転状態 は、ラチニットクラッチを備え１部分ナツト２ａに直接に作用し、後続する夫々 の切断の際に所望の送りに依存して所定量だけ上記部分ナツトを回転させる自動 送り機構２６によって、公知の態様で実現される。

第４図に示した如く９部分ナツト２ｂは２部分ナラ）２ａの左側にこの部分ナツ ト２ａから離して、その雌ネジ２７によってスピンドルネジ範囲８ａに螺着され ている。部分ット２ａの外径の小さな端部範囲を被う部分ナツト２ｂの端部範囲 には、即ちその内側端部には２部分ナツト２ａの外面に設けてあってネジスピン ドル１の軸方向に延びる縦溝２９内に係合する。ネジピン２８が設けである。こ の場合、縦溝２９の幅および上記溝内に突出するネジピン２８の端部の幅は、ネ ジピンが、縦溝２９に形状結合し、これに沿って摺動できるよう、設計されてい る。かくして１部分ナツト２ａ。

２ｂは同期回転される。

部分ナツト２ａの外側端面と部分ナツト２ｂの内側端面との間には、第３図を参 照して詳細に説明した態様で部分ナツト２ａ、２ｂを相互に対し付勢する波形バ ネの形式の板バネ（または圧縮コイルバネ）がバネ要素１０として設置しである 。

上述の構成によって、軸方向遊びに関して自動調節または自動修正を行い、ネジ フランクの摩耗時、刃（図示してない）と試料ホルダとの間で一オーダーの再現 性のよいステップ運動を達成する精密ネジ伝動装置が得られる。

双方の部分ナツト２ａ、２ｂの同期回転を介して。

ネジスピンドル１の全長を利用できる。更に、スピンドルネジとスピンドルナツ トのネジに関してより大きい製作公差を許容でき、従って、送り機構全体の製造 費を低減できる。

更に１部分ナツト２ａ、２ｂの相互に離れた端面には、突出する当接要素（スト ッパ）が設置されている。第４図の実施例の場合、上記当接要素は、ビン３０、 ３１から形成される。上記当接要素は、ネジスピンドルの前部範囲および後部範 囲にそれぞれ設置され。

ネジスピンドルｌを貫通してその周面から突出するピンから形成された当接要素 ３２．３３と共働する。スピンドルを“順方向゛へ所定数だけ回転すると、当接 要素３０、３２が円周方向に相互に当接する。一方９部分ナッ）２ａ、２ｂの最 大に引込まれた位置は、同じく円周方向に当接する当接要素３１．−３３によっ て限定される。

上記当接が起きると直ちに、ネジスピンドルとスピンドルナツト２とがロックさ れ、従って、駆動モーメントによって更に回転駆動すると、スピンドルナツトは ネジスピンドル１と同期回転し、従って、ネジスピンドル１またはハウジング部 分に対するスピンドルナツト２の締付は不可能である。かくして、ネジフランク の変形およびネジスピンドルの回転が阻止される。

従って、ネジのピッチはネジ全長にわたって一定に保持され、これは、正確な送 りに極めて重要である。

総括して、送り機構の上述の駆動装置によって、高い精度が達成されると同時に 、製造費２組立費および保守費が低減されると云える。

二Ｔシｒノ （従来技術） （従来波＃ｌ） 宝　悴　護　ＩＩＦ　餠　告 １１．１．．１．□、、ＰＣＴ／ＥＰ　ε巳１００７二９国際調査報告 ＥＰ　８８００７３９ ＳＡ　２３Ｂ６９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．回転自在に且つ軸方向に移動不能に軸支されたネジスピンドルと，刃の方向 へ送ることができる試料ホルダに駆動結合され，上記ネジスピンドルと共働する スピンドルナットとを含む，ミクロトームの送り機構のための遊びのない駆動装 置において，スピンドルナットが，軸方向に弾性的に相互に対し付勢され，回転 一体的で軸方向に相互に摺動可能である２つの部分ナット（２ａ，２ｂ）から成 ることを特徴とするミクロトームの送り機構の駆動装置。 ２．部分ナット（２ａ，２ｂ）相互の弾性的付勢が，圧縮バネ（１０）によって ，特に，板バネまたは波形バネ或いに少くとも１つの圧縮コイルバネによって加 えられることを特徴とする請求項第１項記載の駆動装置。 ３．双方の部分ナット（２ａ，２ｂ）が，一方の部分ナット（２ｂ）に固定され 他方の部分ナット（２ａ）のミゾ（２９）に係合するピン（２８）によって，回 転方向へ相互に結合されていることを特徴とする請求項第１，２項の１つに記載 の駆動装置。 ４．部分ナット（２ａ）が，圧縮バネ（１７）によって相互に対し付勢された２ つのころがり軸受（３，４）を介して試料ホルダ（１６）と回転自在に結合され ていることを特徴とする請求項第１〜３項の１つに記載の駆動装置。 ５．ネジスピンドル（１）と試料ホルダ（１６）に伝動結合された部分ナット（ ２ａ）との間に少くとも１つのすべり軸受（１１，１３；１２，１４）を有する ことを特徴とする請求項第１〜４項の１つに記載の駆動装置。 ６．すべり軸受（１１，１３）が，試料ホルダ（１６）と伝動結合された部分ナ ット（２ａ）のネジ部（１５）に隣接して設置されていることを特徴とする請求 項第５項記載の駆動装置。 ７．試料ホルダ（１６）と伝動結合された部分ナット（２ａ）のネジ部（１５） の両側には，それぞれ，一つのすべり軸受（１１，１３；１２，１４）が設けて あることを特徴とする請求項第６項記載の駆動装置。 ８．すべり軸受が，ネジスピンドルの円筒形周縁部分（１１，１２）と，部分ナ ット（２ａ）の円筒形内壁（１３，１４）とから形成されていることを特徴とす る請求項第５〜７項の１つに記載の駆動装置。 ９．スピンドルナットの送りの端部範囲においてスピンドルの回転方向に作用す る少くとも１つのストッバ（３０，３２；３１，３３）を特徴とする請求項第１ 〜８項の１つに記載の駆動装置。 １０．少くとも一方の部分ナット（２ａ，２ｂ）の，他方の部分ナット（２ａ， ２ｂ）とは逆の側の端面には，スピンドルの所定数の回転後にネジスピンドル（ １）自体に設置された第２当接要素（３２，３３）と係合する第１当接要素（３ ０，３１）が設けてあることを特徴とする請求項第９項記載の駆動装置。 １１．ころがり軸受（３，４）によって試料ホルダ（１６）に支持された部分ナ ット（２ａ）が，所定の第１トルクを越えるまで，第１摩擦カップリングを介し て試料ホルダ（１６）に対して回転しないよう確保されていることを特徴とする 請求項第４〜１０項の１つに記載の駆動装置。 １２．第１摩擦カップリングが，部分ナット（２ａ）のショルダに当接する波形 バネ（２４）から形成されており，波形バネ（２４）が，何れかのころがり軸受 （４）の外レースに支持されることを特徴とする請求項第１１項記載の駆動装置 。 １３．ネジスピンドル（１）が，所定の第２トルクを越えるまで，第２摩擦カッ プリング（２５）によってミクロトームの固定部分（２１）に対して回転しない よう確保されていることを特徴とする請求項第１〜１２項の１つに記載の駆動装 置。 １４．試料ホルダ（１６）に回転自在に装着された部分ナット（２ａ）には，第 １摩擦カップリングの抵抗に抗して部分ナット（２ａ）を回転させる自動送り機 構（２６）が作用し，一方，ネジスピンドル（１）が，第２摩擦カップリング（ ２５）の影響下に保持され，ネジスピンドル（１）が，速送りに役立つ第２送り 駆動装置（２３）に伝動結合されていることを特徴とする請求項第１２項又は第 １３項記載の駆動装置。 １５．ネジスピンドル（１）が，軸方向に作用する少くとも１つのニードル軸受 （１８，１９）によって，ミクロトームの固定部分（２１）に対して軸方向に固 定されていることを特徴とする請求項第１〜１４項の１つに記載の駆動装置。 １６．ネジスピンドル（１）を軸方向に遊びなく軸支するため，２つのニードル 軸受（１８，１９）を使用したことを特徴とする請求項第１５項記載の駆動装置 。