JPH06215718A - 電子顕微鏡等の試料装置 - Google Patents

電子顕微鏡等の試料装置

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JPH06215718A
JPH06215718A JP50A JP582793A JPH06215718A JP H06215718 A JPH06215718 A JP H06215718A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 582793 A JP582793 A JP 582793A JP H06215718 A JPH06215718 A JP H06215718A
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bellows
moving shaft
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Toru Kasai
亨 河西
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベローズにかかる大気圧を軽減化してX動駆
動力を大幅に少なくし、X動の微妙な動きを可能にす
る。 【構成】 筒状体フレーム内面に形成された球面軸受に
よって支持されたY、Z動シャフトを構成する第1の中
空パイプと、第1の中空パイプ内に同軸に設けられ、X
動シャフトを構成する第2の中空パイプと、第2の中空
パイプ先端部と筒状体フレーム間に配置された試料室と
大気とをシールする金属ベローズと、金属ベローズに作
用する大気圧と反対方向の力を第2の中空パイプに付与
する駆動力付与手段を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子顕微鏡等の試料装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】超高真空透過型電子顕微鏡(TEM)に
使用する従来のサイドエンドリタイプのゴニオメータで
は、Y,Z動の支点である球面をOリングで真空シール
することはできない。そこで、本出願人は球面の真空側
にベローズを取付け、X,Y,Z動をベローズのたわみ
で動かすことを既に提案しており(特願平4ー2565
08)、これについて図4〜図9を参照して概略説明す
る。
【0003】図4は試料装置の電子線光軸に垂直な断面
図、図5は試料装置の電子線光軸方向における断面図、
図6はX動を説明するための図、図7はZ動を説明する
ための図、図8はZ動を説明するための図、図9はY動
を説明するための図である。図4、図5において、試料
装置の先端部は試料ホルダ受台32に試料ホルダ31が
取り付けられ、試料室壁33を通して試料室36に挿入
されている。試料装置は先端部内面が球面軸受41とな
っている円筒状支持体40内に電子線光軸に垂直な軸芯
を持つX動シャフト50が設けられ、この周囲に設けら
れたY・Z動シャフト51の球面状膨出部52が球面軸
受41に揺動可能に支持されている。X動シャフト50
内には、Y・Z動シャフト51に取付けられたマグネッ
ト54と磁気結合するマグネット56が取付けられたX
軸傾斜シャフト55が設けられ、Y・Z動シャフト51
の回転に追従して回転するようになっている。さらにシ
ャフト55内にはY軸試料傾斜用シャフト94が設けら
れている。X動シャフト50はX,Y,Z動等の動きを
許容するメタルベローズ42の一端に取り付けられてお
り、ベローズ42の他端は円筒状支持体40に固定され
て試料室内と試料装置の大気側との真空シールを行って
いる。
【0004】また、円筒状支持体40のY・Z動シャフ
ト51に対する軸受部はY,Z動の中心となっており、
軸受面にはベローズ42にかかる大気圧がかかり、Y・
Z動シャフト51の球面が押しつけられている。X動シ
ャフト50の外周部にはY・Z動シャフト51が設けら
れ、Y・Z動シャフト51をY軸駆動用テコでY方向に
押すことによりY動が得られる。
【0005】すなわち、図5のC−C断面図である図9
を参照すると、Y軸駆動用モータ62によりギヤ63,
64が回転駆動され、ネジ65が回動することによりス
ライダ66がスライドし、その結果テコ60が支点60
aを中心に回動して反対側に設けられたスプリング61
に抗してY・Z動シャフト51をY軸方向に移動させ、
その反対側への移動はスプリング61によって行い、こ
うして試料はY軸方向に動かされる。
【0006】Z動は、図4の矢印D方向から見た図7、
および図5のA−A断面図である図8に示すように、Z
軸駆動用モータ70によりギヤ71,72が回転駆動さ
れて送りネジ73が回動スライドしてZ軸用テコ75が
支点76を中心に回転し、Y・Z動シャフト51をZ軸
方向に変位させるようになっている。この時反対側への
移動はスプリング77によって行われ、こうして試料を
Z軸方向に動かせるようになっている。
【0007】また図4におけるブロック45には、べア
リング44が取り付けられ、X軸傾斜用の軸受になって
いると共に、図示しない手段でブロック45を微小に動
かすことにより、ゴニオメータ全体の軸合わせ(ユーセ
ントリック合わせ)ができるようになっている。
【0008】X軸傾斜はX軸傾斜用駆動ユニット58に
よりウォームギヤ59、傾斜用ギヤ57が回転駆動さ
れ、その結果、Y・Z動シャフト51が回転駆動されて
マグネット54が回動し、このマグネットと磁気結合す
るマグネット56の回転により、これが取り付けられた
X軸傾斜シャフト55が回転して試料をX軸の周りに傾
斜させることができる。この時、ベアリング46がシャ
フト55の回転軸受となっている。
【0009】次にX動について説明すると、図4および
図6(a)に示すように、X軸駆動用モータ80により
ギヤ81,82が回転駆動され、その結果ネジ83が回
転すると、スライダ84が軸方向に移動して、テコ85
を支軸86を中心に揺動させる。図4のB−B断面図で
ある図6(b)に示すように、支軸86を中心に揺動す
るテコ85にはベアリングからなる支点87が左右に設
けられ、X動シャフト51に取り付けられたリング89
を軸方向に押すようになっている。
【0010】これらX軸駆動用モータ80、テコ85等
からなるX軸駆動機構はY・Z動シャフト51に取付け
られ、リング89はX動シャフト50に取付けられてい
る。その結果X動シャフト50が軸方向に移動し、軸方
向の移動が得られる。この時の移動はベローズ42によ
って真空を保ちながら許容される。なお、支点87はベ
アリングとなっており、図5に示すように、軸88の周
りに回動し、リング89と回転可能に係合するようにな
っている。
【0011】このように円筒状支持体40に球面軸受さ
れてユーセントリックに駆動されるY・Z動シャフト5
1にX動テコとX動送り機構を取り付けることにより、
X,Y,Z動、X軸傾斜の4軸ユーセントリックゴニオ
メータが可能になる。
【0012】また、シャフト55内には、一端がメタル
ベローズ95に接続されたシャフト94が設けられてい
る。図5に示すように、Y軸傾斜駆動用モータ90によ
りギヤ91を介してギヤ92を回すと、ネジ93が前後
動し、これによってシャフト94が前後に移動する。シ
ャフト94の前後動はメタルベローズ95によって許容
されると共に、この部分の真空シールが行われる。この
結果図示しない機構により、試料ホルダ31がY軸の周
りに回転されるようになっている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記既提案
のものにおいては、球面の真空側に取りつけたベローズ
は、ベローズ径が大きくなり、そのベローズに大気圧が
かかってその力がゴニオメータのX動シャフトにすべて
かかるため、X動シャフトは非常に大きな力を受け、大
きなX駆動力を必要としてスムーズなX動ができない。
【0014】本発明は上記課題を解決するためのもの
で、X動シャフトにかかる力を軽減化し、X動の微妙な
動きを行うことができる電子顕微鏡等の試料装置を提供
することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は筒状体フレーム
内面に形成された球面軸受によって支持され、少なくと
もY軸駆動手段及びZ軸駆動手段により前記軸受を中心
として揺動する第1の中空パイプと、第1の中空パイプ
内に同軸に設けられ、X軸駆動手段により軸方向に駆動
される第2の中空パイプと、第2の中空パイプ先端部と
筒状体フレーム間に配置され、試料室と大気とをシール
する金属ベローズとを備えたサイドエントリーゴニオメ
ータにおいて、前記金属ベローズに作用する大気圧と反
対方向の力を第2の中空パイプに付与する駆動力付与手
段を設けたことを特徴とする。
【0016】
【作用】本発明は、超高真空電子顕微鏡に使用するサイ
ドエントリータイプのゴニオメータにおいて、試料室と
大気とをシールする金属ベローズに作用する大気圧と反
対方向の力をX動シャフトを構成する第2の中空パイプ
に付与することにより、大気圧を軽減化することができ
るので、X動の微妙な動きを行うことが可能となる。
【0017】
【実施例】以下、実施例を図面を参照して説明する。図
1は本発明の一実施例の試料装置の電子線光軸に平行な
断面図、図2は本発明で使用するコイルバネの取付け状
態を説明する図である。なお、装置の全体の構成、参照
符合は図4〜図9と同じであるので説明は省略する。
【0018】本実施例は、図1に示すように、真空側に
設けられたベローズ42の外周に、非磁性の引っ張りコ
イルバネ10を設けたものであり、一端をX動シャフト
50の先端部に、他端を装置フレームに接続する。この
コイルバネは、図1のAーA断面図、BーB断面図であ
る図2(a)、(b)に示すように、また図2(c)に
示すように、コイル端を引っ掛ける形でシャフト外周に
複数取付ける。このとき、全体のバネ力はベローズ42
にかかる大気圧より少なめに設定する。
【0019】このように、ベローズ外周に引っ張りコイ
ルバネを取りつけることでX動に際してはコイルバネが
伸び縮みし、Y,Z動に際してはコイルバネ両端の支持
点を中心に回転して傾く。このような構成とすることに
より、X動シャフト50にかかる大気圧はバネ力でキャ
ンセルされ、微妙なX動を行うことが可能となる。ま
た、コイルバネは、球面軸受け41の近傍に配置するこ
とが、動きが最も少なくてすみ、かつ他の構成部品のじ
ゃまにならないので望ましい。
【0020】図3は本発明の他の実施例を示す図であ
る。試料装置のX動シャフト50の外側の球面状膨出部
52と一体のY・Z動シャフト51の外側にはマグネッ
ト54が、X動シャフト50の内側に配置されたX軸傾
斜シャフト55にはマグネット56が取付けられている
が、本実施例では、図3に示すように両マグネットをシ
ャフト方向にずらして取りつける。このマグネットの位
置のずれにより、X軸傾斜シャフト55とつながってい
るX動シャフト50には大気圧で受ける力の方向と逆方
向にマグネット同士間に生ずる磁気力が作用するので、
X動シャフト50が真空側に押しつけられる力を軽減化
することができる。なお、磁気力は反発力、吸引力どち
らでもよいが、吸引力の方が効果的である。
【0021】また、上記実施例では内側のマグネット5
6をX軸傾斜シャフト55に取りつけるようにしたが、
X動シャフト50に取りつけるようにしてもよい。
【0022】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、X動シャ
フトにかかる大気圧を軽減化することができるので、X
動駆動力を大幅に少なくし、X動の微妙な動きを行うこ
とが可能となり、X動の送りネジの摩耗等を低減化する
ことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の試料装置の電子線光軸に垂直な断面
図である。
【図2】 コイルバネの取付け状態を説明する図であ
る。
【図3】 本発明の他の実施例の電子線光軸に垂直な断
面図である。
【図4】 既提案の試料装置の電子線光軸に垂直な断面
図である。
【図5】 既提案の試料装置の電子線光軸方向における
断面図である。
【図6】 X動を説明するための図である。
【図7】 Z動を説明するための図である。
【図8】 Z動を説明するための図である。
【図9】 Y動を説明するための図である。
【符号の説明】
10…コイルバネ、41…球面軸受、42…メタルベロ
ーズ、50…X動シャフト、51…Y・Z動シャフト、
52…球面状膨出部、54…マグネット、55…X軸傾
斜シャフト、56…マグネット。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状体フレーム内面に形成された球面軸
    受によって支持され、少なくともY軸駆動手段及びZ軸
    駆動手段により前記軸受を中心として揺動する第1の中
    空パイプと、第1の中空パイプ内に同軸に設けられ、X
    軸駆動手段により軸方向に駆動される第2の中空パイプ
    と、第2の中空パイプ先端部と筒状体フレーム間に配置
    され、試料室と大気とをシールする金属ベローズとを備
    えたサイドエントリーゴニオメータにおいて、前記金属
    ベローズに作用する大気圧と反対方向の力を第2の中空
    パイプに付与する駆動力付与手段を設けたことを特徴と
    する電子顕微鏡等の試料装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000258439A (ja) * 1999-03-11 2000-09-22 Jeol Ltd 走査形プローブ顕微鏡
EP4174903A1 (en) * 2017-10-30 2023-05-03 Gatan, Inc. Cryotransfer holder and workstation

Cited By (3)

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EP4174903A1 (en) * 2017-10-30 2023-05-03 Gatan, Inc. Cryotransfer holder and workstation
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