JPH0428038Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は分光器における回折格子取付け装置 (ロ) 従来技術 回折格子の取付けにおいては、回折格子取付け
の傾きの微調整が可能なこと、及び回折格子の交
換の場合、取付けの再現性が高いことが要求され
る。回折格子の傾きの微調整は第１図に示すｘ，
ｙ，z3軸まわりの回転微調整で、各部品の加工精
度を高くして微調整なしで、回折格子の取付け位
置の精度を得るようにする場合もあるが、一般的
には微調整可能な方が望ましい。

精密機械の設計思想として運動学的設計と工作
機械的設計と呼ばれる二つのものがある。物体を
直線運動させる構造を得るのに蟻と蟻溝の嵌合を
用いるのが工作機械的設計で、この構造は強度及
び剛性が大きいと云う特徴を有するが、高精度の
工作を必要とし、蟻溝と蟻との間の部品の交換性
が乏しく、重量が大となり、軽快な運動が困難等
の欠点がある。運動学的設計の考え方は、物体に
は６個の運動の自由度（３軸方向の並進、３軸ま
わりの回転、合計６個）があり、物体に拘束点を
一つ加える毎に運動の自由度が１つ減るから、要
求される運動に対して必要最小限の拘束点で物体
を支持拘束すると云うものである。直線運動の場
合、自由度は１であるから、拘束点は５点が必要
でかつ充分である。具体的には移動体に先端が球
になつた３本の脚Ａ，Ｂ，Ｃを取付け、基台表面
を平面に仕上げて一本の直線のＶ溝を設け、上記
３脚のうち２本Ｂ，ＣをこのＶ溝に入れ、残りの
一本Ａを基体の表面上に置く。この場合移動体の
支持点は脚Ａの先端の一点と脚Ｂ，Ｃの先端が
夫々２点でＶ溝の斜面に当つていることで、四点
あり、全部で５点となつて直線運動に対する必要
かつ充分の拘束条件となつている。この例から予
想されるように、運動学的設計によると、運動の
精度は基台の平面度とＶ溝の直線性とで決まり、
蟻と蟻溝のような相互適合のための高精度加工を
必要とせず、従つて基台に対し移動体を交換して
も、がたつきも無理な力が加わることもなく、確
実に運動及び位置の精度を再現させることがで
き、構造は簡単で軽量である。しかし強度とか剛
性においては工作機構的設計の構造には及ばな
い。

運動学的設計の構造は上述したような特徴を有
するから、余り大きな負荷の加わらない精密機械
によく用いられており、分光器における取付け位
置微調整可能な回折格子の取付け構造にも採用さ
れている。第２図はそのような従来例の一つであ
る。この図でＧは回折格子、Ｈは回折格子ホルダ
である。回折格子ＧはホルダＨに固定されてお
り、格子ＧとホルダＨとが一体で交換部分となつ
ている。ホルダＨが分光器の回折格子台Ｂに位置
調整可能に運動学的設計構造で取付けられる（キ
ネマチツクマウント）。この構造では回折格子ホ
ルダＨが台Ｂに対してｙ軸、ｚ軸まわりに調整可
能である。ホルダＨは位置調整を終れば台Ｂに対
し不動であるから、台ＢとホルダＨとの間の拘束
点の数は６個が必要かつ充分である。ホルダＨに
は３本のねじ１，２，３が貫通させてあり、これ
らの各ねじの先端は球面になつている。ねじ１の
先端は台Ｂのヒボツト穴１′に嵌り、ねじ２の先
端は台ＢのＶ溝２′に係合し、ねじ３の先端は台
Ｂの平面部に当接している。ピボツトによる支持
は３軸まわりの回転が可能だから３点による拘束
に相当し、全体で６点支持になつていて、ホルダ
Ｈは台Ｂに対して位置が一つに決まつている。ね
じ１を回わすことによりｚ軸まわりの調整、ねじ
３を回わすことによりｙ軸まわりの調整が行われ
る。この構造はホルダＨをばねによつて台Ｂに引
付けるようにして構造を安定させている。ホルダ
Ｈが第２図のように台Ｂ上に水平に載置される場
合はこれでよいが、第２図の構造を垂直に起した
位置関係とする必要がある場合、交換部分である
回折格子とホルダＨの一体部分の重量が大きい
と、構造的な剛性が不充分である。即ち重量はピ
ボツト穴１′とＶ溝２′の斜面とねじ１，２の先端
部との当りで支持されるので、第３図に示すよう
にねじ１，２の先端の球面とピボツト穴１′、Ｖ
溝２′等の斜面との当りは正しい当り状態の点線
位置からずれて片当りの実線位置になり、ｅなる
隙間が生じて、この分だけ構造上の遊びとなり外
部振動等の影響を受け易くなる。この隙間をなく
すために、ホルダＨを台Ｂに引付ける力を強くす
ると、ホルダＨに加わる力が大となつて歪を生
じ、キネマチツクマウントの本来の価値を失う結
果となる。

(ハ) 目的 本考案は上述した従来のキネマチツクマウント
による回折格子ホルダの欠点を改善し、充分な剛
性を備えしかもホルダ交換時の取付けの再現性は
失わない回折格子ホルダの取付構造を目的として
いる。

(ニ) 構成 本考案は、回折格子の格子面を垂直に保持する
回折格子取付け装置において、回折格子ホルダに
３脚を設け、この３脚のうちの一つの先端を上記
ホルダを支承する少なくとも下部に周壁面を突設
された回折格子台の垂直平面部に形成された水平
方向のＶ溝に係合させ、他の２脚の先端は上記Ｖ
溝の上下において上記回折格子台の垂直平面部に
当接させ、回折格子ホルダの重量は同ホルダ外周
下面と上記回折格子台の下部周壁面の上面との間
の重力方向の当たりで支承させることによつて、
上記３脚の先端の回折格子台との当り点にはホル
ダの重量が全く作用しないようにした回折格子取
付け構造に係る。

(ホ) 実施例 第４図以下に本考案の一実施例を示す。第４図
において、Ｂは回折格子台で第２図のＢに相当
し、不図示の波長駆動機構によつて水平軸Ｚのま
わりに回転駆動されるようになつている。Ｈが回
折格子台Ｂに位置調整可能に取付けられる回折格
子ホルダで第２図のＨに相当しており、Ｇはホル
ダＨに取付けられた回折格子である。回折格子ホ
ルダＨには３本の脚１，２，３が取付けられてい
る。これらの脚はねじであつてホルダＨに螺合し
ており、脚は回わすことにより進退させることが
できる。これらの脚１，２，３の先端は球面にな
つており、脚１の先端は回折格子台Ｂに形成され
たｚ軸と平行なＶ溝１″に係合させてあり、他の
２脚２，３の先端は台Ｂの平面部Bfに当接させ
てある。これらの関係は第５図の断面図によく表
現されている。ホルダＨには第５図に見られるよ
うに裏面３個所に植込みボルト４が植立してあ
り、このボルトは台Ｂに穿つた孔Bhを貫通して
おり、ボルト４の外径に比し、孔Bhは充分大き
く両者の関係は完全にルーズであり、ボルト４の
頭と台Ｂの裏面との間に圧縮ばね５が介装されて
いて、ホルダＨは台Ｂに向つて引付けられてい
る。以上の構造により回折格子ホルダＨは脚１と
Ｖ溝１″との間の２点の接点と、脚２，３の先端
と台Ｂの平面部Bfとの当接点２点の計４点で支
持され、ホルダＨは回折格子面の法線（第４図で
図の紙面に垂直）即ち第１図で説明したｘ軸まわ
りの回転とｚ軸方向の摺動の２自由度が残つてい
る。この２つの自由度のうち、回折格子ホルダＨ
の重量の作用方向の運動の自由度はｘ軸まわりの
回転であり、従来例では、この自由度をも脚１，
２，３等の先端とピボツト穴又はＶ溝の斜面とで
支承していたのである。本考案では第５図に示さ
れているように回折格子台Ｂを周壁Bwを有する
盆形とし、回折格子ホルダＨはこの周壁の内側に
ゆるく嵌合させ、第４図に見えているようにホル
ダＨの下周部円周方向約120°にわたつて突条Hs
を突出させ、この突条Hsを台Ｂの周壁Bwの内面
に当接させることで、ホルダＨの総重量を支承さ
せ、ｘ軸まわりの回転とｚ軸方向の摺動を拘束し
ている。更に上記突条部と回折格子台周壁との間
の当りを確実にするためホルダＨの頂部周面に押
え部材６を当接させ、押え部材６と回折格子台Ｂ
との間に圧縮ばね７を介装してホルダＨを押えて
いる。押え部材６にはねじ８が立てゝあり、これ
を引張ることによつてホルダＨへの押えを解除す
ることができる。

上述の構成において、脚２，３は回折格子Ｇの
格子線に直交するｙ軸に沿つて配置されており、
脚１を回わして進退させることにより、格子Ｇの
ｙ軸まわりの回転位置調節が行われる。また脚１
はｚ軸上に配置されているので、脚２，３の進退
によつて格子Ｇのｚ軸まわりの回転位置調整がで
きる。

上述実施例では回折格子ホルダＨの重量を支え
る受け部は図面上では回折格子台Ｂの周壁Bwの
内面とホルダＨの下周の円周突条間の線当りにな
つているが、実際には凹面（周壁Bw内面）とそ
れよりわづかに曲率の小さい凸面（突条Hs）と
の間の点当りであり、運動学的な拘束条件を満足
しつゝ、しかもホルダＨの重量を支承するのがＶ
溝等の斜面でなく、重量の作用方向に垂直な面で
しかも相対曲率の小さな点当りであるから点当り
でも充分な支持力が得られる。

(ヘ) 効果 本考案は上述したように回折格子ホルダは３脚
支持によつているから、取付け位置決めの再現性
がよく、かつ回折格子ホルダの横重量が上記３脚
支持の支持部に作用せず、横重量は別途これを支
承しているので、回折格子支持構造の剛性が高
く、回折格子ホルダが垂直面或は傾斜した面内で
回折格子台に取付けられるような場合には特に効
果の大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は回折格子の取付け位置調整の３軸を示
す斜視図、第２図は従来例の斜視図、第３図は同
従来例の要部拡大断面図、第４図は本考案の一実
施例の正面図、第５図は同実施例の縦断側面図で
ある。 Ｇ……回折格子、Ｈ……回折格子ホルダ、Ｂ…
…回折格子台、１，２，３……脚。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回折格子の格子面を垂直に保持する回折格子取
   付け装置において、回折格子を固定する回折格子
   ホルダに進退調節可能に、先端に球面を有する三
   つの脚を一つの三角形の頂点に位置するように取
   付け、この三つの脚の中の一つの先端を、上記回
   折格子ホルダを垂直面部において保持せしめる回
   折格子台の垂直面に水平方向に形成されたＶ溝に
   係合させ、他の二つの脚の先端夫々を、上記Ｖ溝
   の上下で上記回折格子台の垂直面部に当接させ、
   回折格子ホルダの外周下面を回折格子台下部に突
   設された下部周壁面上に当接させて同格子ホルダ
   の重量を回折格子台下部周壁面で支承させた回折
   格子取付け装置。