JPH11153204A - 粗微動ステージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 顕微鏡による観察作業の効率を向上ができる
とともに、耐久性に優れた粗微動ステージを提供する。 【解決手段】 固定基板１１０と、この固定基板１１０
上を直線移動可能な移動基板１２０と、固定基板１１０
に設けられ、移動基板１２０を移動させる送りねじ１３
０と、移動基板１２０に設けられ、送りねじ１３０と螺
合するナット４０とを備えた粗微動ステージにおいて、
移動基板１２０に対するナット４０の固定状態を任意に
解除してナット４０を空転させるクランプねじ４４を付
加した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は粗微動ステージに
関し、特に送りねじによって移動する粗微動ステージに
関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の粗微動ステージの平面図で
ある。

【０００３】粗微動ステージは、上面に案内部１１１を
設けた固定基板１１０と、案内部１１１に直線移動可能
に支持された移動基板１２０と、移動基板１２０を案内
部１１１に沿って移動させる送りねじ１３０と、移動基
板１２０に固定され、送りねじ１３０と螺合するナット
１４０とを備える。

【０００４】移動基板１２０には移動基板１２０を移動
させるための把持部１２１が設けられている。

【０００５】送りねじ１３０は移動基板１２０と平行に
なるように、その両端が固定基板１１０に設けた軸受１
４９によって回転可能に支持されている。

【０００６】また、送りねじ１３０の一端には送りねじ
１３０を回転させるためのハンドル１３１が設けられて
いる。

【０００７】この粗微動ステージによれば、ハンドル１
３１を回転させて送りねじ１３０を回転させると、ナッ
ト１４０及び移動基板１２０が案内部１１１に沿って矢
印ｂに示すように直線移動するので、移動基板１２０上
に載置した試料を移動基板１２０を微動させながら任意
の位置へ移動することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、大きな試料
の複数の箇所を観察する場合、ハンドル１３１の操作に
よって移動基板１２０を微動させたのでは、移動基板１
２０の移動に時間がかかってしまう。

【０００９】そこで、ハンドル１３１の操作に関係なく
試料を観察が必要な位置へ素速く移動させる粗微動ステ
ージが強く望まれる。

【００１０】図６は図５のＡ−Ａ矢視断面図であり、図
６（ａ）は送りねじとナットとが噛み合っている状態
を、図６（ｂ）は送りねじとナットとの噛み合わせが外
れた状態をそれぞれ示す図である。

【００１１】ナット１４０は移動基板１２０に固定され
た軸受１４１と、送りねじ１３０を挟み、この送りねじ
１３０に螺合した割りナット１４２，１４３と、割りナ
ット１４２，１４３を支持する軸１４４とを備える。

【００１２】割りナット１４２，１４３の一端にはコイ
ルばね１４５が設けられている。このコイルばね１４５
によって割りナット１４２，１４３が送りねじ１３０と
噛み合うように付勢されている。

【００１３】割りナット１４２，１４３の他端にはクラ
ンプ機構１８０が設けられている。クランプ機構１８０
は、軸１４４と平行な軸１８２と、この軸１８２の中間
部に固着された駒（矩形断面をしている）１８１と、軸
１８２の一端に設けられたクランプノブ１８３とで構成
されている。この軸１８２は軸受１４１に回動可能に支
持されている。

【００１４】矩形断面の長辺１８１ａが割りナット１４
２，１４３に当接している状態（図６（ａ）参照）か
ら、矩形断面の短辺１８１ｂが割りナット１４２，１４
３に当接するようにクランプノブ１８３によって駒１８
１を９０゜回転させると、割りナット１４２，１４３は
軸１４４の周りに互いに反対方向へ回転し、送りねじ１
３０との噛み合わせが外れ（図６（ｂ）参照）、ナット
１４０は送りねじ１３０の軸線方向へ自由に移動（粗
動）できる。

【００１５】再び割りナット１４２，１４３と送りねじ
１３０を噛み合わせナット１４０を微動できるようにす
るには、長辺１８１ａが割りナット１４２，１４３に当
接するようにクランプノブ１８３によって駒１８１を９
０゜回転させる。

【００１６】割りナット１４２，１４３の山（または
谷）と送りねじ１３０の谷（または山）とが一致しない
ときには、ナット１４０はコイルばね１４５の付勢力に
よって割りナット１４２，１４３と送りねじ１３０とが
正しく噛み合う位置まで送りねじ１３０の軸線方向へ移
動する。

【００１７】通常送りねじ１３０のリード（送りねじの
１回転に対して軸方向へ進む長さ）が１〜２ｍｍ程度で
あるので、ナット１４０は最大で０．５〜１ｍｍ移動す
る。

【００１８】一方、例えば１００倍の対物レンズを使用
すると、顕微鏡で観察する実視野は０．２〜０．２５ｍ
ｍ程度である。

【００１９】したがって、割りナット１４２，１４３と
送りねじ１３０との噛み合わせを外した状態（粗動状
態）で顕微鏡視野に試料の観察すべき部分が入るように
移動基板１２０を移動させた後、割りナット１４２，１
４３と送りねじ１３０とを噛み合わせたとき（微動状
態）には試料の観察すべき部分が視野から外れてしまう
ことがある。

【００２０】このときにはハンドル１３１を操作して試
料の観察すべき部分が視野に入るように更に移動基板１
２０を微動させなければならず、顕微鏡による観察作業
は時間や手間のかかる効率の悪いものとなってしまうと
いう問題があった。

【００２１】また、割りナット１４２，１４３と送りね
じ１３０との噛み合わせによって粗微動を切り換えるの
で、割りナット１４２，１４３と送りねじ１３０とが噛
み合うときに衝突し、割りナット１４２，１４３や送り
ねじ１３０が破損してしまうという問題があった。

【００２２】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は顕微鏡による観察作業の効率を向
上ができるとともに、耐久性に優れた粗微動ステージを
提供することである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１に記載の発明は、固定基板と、この固定基板
上を直線移動可能な移動基板と、前記固定基板に設けら
れ、前記移動基板を移動させる送りねじと、前記移動基
板に設けられ、前記送りねじと螺合するナットとを備え
た粗微動ステージにおいて、前記移動基板に対するナッ
トの固定状態を任意に解除してナットを空転させる切換
手段を備えることを特徴とする。

【００２４】移動基板に対するナットの固定状態を任意
に解除してナットを空転させる切換手段を備えるので、
移動基板に対するナットの固定状態を解除して移動基板
を粗動させ、顕微鏡視野に試料の観察すべき部分が入る
ように移動基板を送りねじの軸線方向へ移動させた後、
移動基板に対してナットを固定状態にしたときでも、ナ
ット及び移動基板が送りねじの軸線方向へ移動すること
がなく、顕微鏡視野から試料の観察すべき部分が外れる
ことがない。また、ナットと送りねじとは常に螺合して
いるので、移動基板に対してナットを固定状態としたと
き（粗微動の切換時）にナットと送りねじとの衝突によ
るナットや送りねじの破損が発生せず、耐久性が向上す
る。

【００２５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の粗微動ステージにおいて、前記切換手段は電磁クラッ
チと、前記移動基板を手動で移動させるための把持部に
設けられ、前記電磁クラッチを断続するスイッチとで構
成されることを特徴とする。

【００２６】切換手段は電磁クラッチと、移動基板を手
動で移動させるための把持部に設けられ、前記電磁クラ
ッチを断続するスイッチとで構成されるので、把持部を
握ったときスイッチがオンまたはオフし電磁クラッチが
遮断し、ナット及び移動基板を手動でもって送りねじの
軸線に沿って移動（粗動）させることができる。

【００２７】請求項３に記載の発明は、固定基板と、こ
の固定基板上を直線移動可能な移動基板と、前記移動基
板に設けられ、前記移動基板を移動させる送りねじと、
前記固定基板に設けられ、前記送りねじと螺合するナッ
トとを備えた粗微動ステージにおいて、前記固定基板に
対するナットの固定状態を任意に解除してナットを空転
させる切換手段を備えることを特徴とする。

【００２８】固定基板に対するナットの固定状態を任意
に解除してナットを空転させる切換手段を備えるので、
固定基板に対するナットの固定状態を解除して移動基板
を粗動させ、顕微鏡視野に試料の観察すべき部分が入る
ように移動基板を送りねじの軸線方向へ移動させた後、
固定基板に対してナットを固定状態としたときでも、ナ
ット及び移動基板が送りねじの軸線方向へ移動すること
がなく、顕微鏡視野から試料の観察すべき部分が外れる
ことがない。また、ナットと送りねじとは常に螺合して
いるので、固定基板に対してナットを固定状態としたと
き（粗微動の切換時）にナットと送りねじとの衝突によ
るナットや送りねじの破損が発生せず、耐久性が向上す
る。

【００２９】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の粗微動ステージにおいて、前記切換手段は電磁クラッ
チと、前記移動基板を手動で移動させるための把持部に
設けられ、前記電磁クラッチを断続するスイッチとで構
成されることを特徴とする。

【００３０】切換手段は電磁クラッチと、前記移動基板
を手動で移動させるための把持部に設けられ、前記電磁
クラッチを断続するスイッチとで構成されるので、把持
部を握ったときスイッチがオンまたはオフし電磁クラッ
チが遮断し、ナット及びを移動基板を手動でもって送り
ねじの軸線に沿って移動（粗動）させることができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００３２】図１はこの発明の第１実施形態に係る粗微
動ステージの平面図、図２はナットケース部分の拡大断
面図であり、従来技術と同一部分には同一符号を付しそ
の説明を省略する。

【００３３】粗微動ステージは、固定基板１１０と、移
動基板１２０と、送りねじ１３０と、ナット４０とを備
える。

【００３４】ナット４０はナットケース４１と、ボール
ナット４２と、アンギュラベアリング４３と、クランプ
ねじ４４で構成される。

【００３５】ナットケース４１はビス４５によって移動
基板１２０に固定されている。また、ナットケース４１
には送りねじ１３０と直交する方向へ延びる雌ねじ４６
が形成され、この雌ねじ４６にクランプねじ（切換手
段）４４が螺合している。

【００３６】ナットケース４１の貫通孔４７の両端開口
部にはアンギュラベアリング４３が設けられ、ボールナ
ット４２はこれらのアンギュラベアリング４３を介して
ナットケース４１に保持されている。

【００３７】ボールナット４２はボール４２ａを介して
送りねじ１３０と螺合し、送りねじ１３０を回転可能に
支持している。

【００３８】送りねじ１３０としては、例えばボールね
じのようにねじの効率が９０％以上あるものが粗動操作
力が小さくて好ましい。

【００３９】上記構成を有する粗微動ステージの動作を
説明する。

【００４０】クランプねじ４４が捩じ込まれると、ボー
ルナット４２はクランプねじ４４によってナットケース
４１に対する回転を規制され、ナットケース４１を介し
て移動基板１２０に固定される。

【００４１】ハンドル１３１を操作して送りねじ１３０
を回転させると、この回転により送りねじ１３０と噛み
合っているボールナット４２が送りねじ３０の軸線方向
へ直線移動し、移動基板１２０が案内部１１１に沿って
矢印ａに示すように移動（微動）する。

【００４２】クランプねじ４４が緩められ、クランプね
じ４４によるボールナット４２のナットケース４１に対
する回転の規制が解除されると、ボールナット４２は送
りねじ３０の周りに自由に回転できる。すなわち、ナッ
トケース４１内で空転（回転）することができる。

【００４３】その結果、把持部２１を握って移動基板１
２０を送りねじ１３０の軸線方向へ素速く移動させるこ
と（粗動）ができるようになる。このとき、ボールナッ
ト４２は、ナットケース４１内で空転する。顕微鏡視野
に試料の観察すべき部分が入るように移動基板１２０を
移動させた後、再びクランプねじ４４を捩じ込み、ナッ
トケース４１を介してボールナット４２を移動基板１２
０に固定する。そして、ハンドル１３１を回転すること
により、移動基板１２０を微動させることができる。

【００４４】この実施形態によれば、クランプねじ４４
を捩じ込んで、ボールナット４２を移動基板１２０に固
定するとき、ボールナット４２は送りねじ１３０の軸線
方向へ移動せず、その位置でナットケース４１を介して
移動基板１２０に固定されるので、従来の如く移動基板
１２０を試料の観察位置まで再移動（微動）させる必要
がなくなり、顕微鏡による観察作業の効率が向上する。

【００４５】また、ボールナット４２と送りねじ１３０
とは常に螺合しているので、ナットケース４１に対して
ボールナット４２を固定状態としたとき（粗微動の切換
時）にボールナット４２と送りねじ１３０との衝突によ
る送りねじ１３０等の破損が発生せず、耐久性が向上す
る。また、送りねじ１３０としてボールねじを使用する
ことにより、微動送りが正確になる。

【００４６】図３はこの発明の第２実施形態に係るナッ
トケース部分の拡大断面図、図４は把持部の拡大断面図
であり、上記実施形態と同一部分には同一符号を付しそ
の説明を省略する。

【００４７】この実施形態においては、ボールナット４
２の一端がアンギュラベアリング４３を介してナットケ
ース４１に保持され、他端が電磁クラッチ（切換手段）
５０を介してナットケース４１に保持されている。

【００４８】したがって、この実施形態では、ナット４
０は、ナットケース４１と、ボールナット４２と、アン
ギュラベアリング４３と、電磁クラッチ５０とで構成さ
れる。

【００４９】把持部２１は中空のＵ字形の把手部２２と
レバー２３とを備え、把手部２２は移動基板１２０に固
定されている。レバー２３の一端は軸２４によって回動
可能に支持され、他端にはスイッチ６０が設けられてい
る。

【００５０】レバー２３の他端と把手部２２との間には
圧縮ばね２５が設けられている。この圧縮ばね２５によ
ってレバー２３を時計方向（把手部２２から離れる方
向）へ付勢している。

【００５１】電磁クラッチ５０はスイッチ６０を介して
電源７０に接続されており、スイッチ６０がオフのと
き、電磁クラッチ５０が働き、ボールナット４２がナッ
トケース４１を介して移動基板１２０に固定される（図
３参照）。

【００５２】ハンドル（図１参照）１３１を操作して送
りねじ１３０を回転させると、この回転により送りねじ
１３０と噛み合っているボールナット４２が送りねじ１
３０の軸線方向へ直線移動し、移動基板１２０が案内部
１１１に沿って移動（微動）する。

【００５３】把手部２２（把持部２１）を握ってレバー
２３を反時計方向（把手部２２に近づく方向）へ引く
と、レバー２３の端部２３ａは接触片６１を押し下げ、
スイッチ６０をオンさせる。スイッチ６０がオンする
と、電磁クラッチ５０が切れ、ボールナット４２がナッ
トケース４１内で送りねじ１３０の周りに自由に回転で
きるようになり、把持部２１を操作することによって移
動基板１２０を送りねじ１３０の軸線方向へ素速く移動
させること（粗動）ができる。

【００５４】上記第２実施形態によれば、第１実施形態
と同じ効果を発揮できるとともに、把持部２１を握るだ
けで粗微動の切換を行うことができ、作業性が第１実施
形態以上に向上する。

【００５５】なお、第２実施形態において、電磁クラッ
チ５０が切れたときに、ボールナット４２がナットケー
ス４１に固定されるようにしても良い。この場合、スイ
ッチ６０がオンのとき、電磁クラッチ５０が働くように
構成される。

【００５６】また、上記各実施形態は移動基板１２０に
ボールナット４２を固定し、送りねじ１３０を固定基板
１１０に設けた軸受１４９によって回転可能に支持させ
たが、固定基板１１０にボールナット４２を固定し、送
りねじ１３０を移動基板１２０に設けた軸受によって回
転可能に支持させる構成としてもよい。この構成によっ
ても上記各実施形態と同様の作用効果を発揮できること
は勿論である。

【００５７】また、上記各実施形態においては、送りね
じとナットとして、ボールねじとボールナットとを用い
たが、本発明はこの構成に限らず、通常のねじとナット
とにより構成しても良い。また、ナットケースは移動基
板に一体的に設けられていても良い。

【００５８】

【発明の効果】以上に説明したように請求項１記載の発
明によれば、移動基板に対するナットの固定状態を解除
して移動基板を粗動させ、顕微鏡視野に試料の観察すべ
き部分が入るように移動基板を送りねじの軸線方向へ移
動させた後、移動基板に対してナットを固定状態にした
ときでも、ナット及び移動基板が送りねじの軸線方向へ
移動することがなく、顕微鏡視野から試料の観察すべき
部分が外れることがない。また、ナットと送りねじとは
常に螺合しているので、移動基板に対してナットを固定
状態としたとき（粗微動の切換時）にナットと送りねじ
との衝突によるナットや送りねじの破損が発生せず、耐
久性が向上する。

【００５９】請求項２記載の発明によれば、把持部を握
ったときスイッチがオンまたはオフし電磁クラッチが遮
断し、ナット及び移動基板を手動でもって送りねじの軸
線に沿って移動（粗動）させることができる。

【００６０】請求項３記載の発明によれば、固定基板に
対するナットの固定状態を解除して移動基板を粗動さ
せ、顕微鏡視野に試料の観察すべき部分が入るように移
動基板を送りねじの軸線方向へ移動させた後、固定基板
に対してナットを固定状態としたときでも、ナット及び
移動基板が送りねじの軸線方向へ移動することがなく、
顕微鏡視野から試料の観察すべき部分が外れることがな
い。また、ナットと送りねじとは常に螺合しているの
で、固定基板に対してナットを固定状態としたとき（粗
微動の切換時）にナットと送りねじとの衝突によるナッ
トや送りねじの破損が発生せず、耐久性が向上する。

【００６１】請求項４記載の発明によれば、把持部を握
ったときスイッチがオンまたはオフし電磁クラッチが遮
断し、ナット及びを移動基板を手動でもって送りねじの
軸線に沿って移動（粗動）させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係る粗微動ス
テージの平面図である。

【図２】図２はナットケース部分の拡大断面図である。

【図３】図３はこの発明の第２実施形態に係るナットケ
ース部分の拡大断面図である。

【図４】図４は把持部の拡大断面図である。

【図５】図５は従来の粗微動ステージの平面図である。

【図６】図６は図５のＡ−Ａ矢視断面図であり、図６
（ａ）は送りねじとナットとが噛み合っている状態を、
図６（ｂ）は送りねじとナットとの噛み合わせが外れた
状態をそれぞれ示す図である。

【符号の説明】

４０ ナット ４４ クランプねじ（切換手段） ５０ 電磁クラッチ（切換手段） １１０ 固定基板 １２０ 移動基板 １３０ 送りねじ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定基板と、この固定基板上を直線移動
   可能な移動基板と、前記固定基板に設けられ、前記移動
   基板を移動させる送りねじと、前記移動基板に設けら
   れ、前記送りねじと螺合するナットとを備えた粗微動ス
   テージにおいて、 前記移動基板に対するナットの固定状態を任意に解除し
   てナットを空転させる切換手段を備えることを特徴とす
   る粗微動ステージ。
2. 【請求項２】 前記切換手段は電磁クラッチと、前記移
   動基板を手動で移動させるための把持部に設けられ、前
   記電磁クラッチを断続するスイッチとで構成されること
   を特徴とする請求項１に記載の粗微動ステージ。
3. 【請求項３】 固定基板と、この固定基板上を直線移動
   可能な移動基板と、前記移動基板に設けられ、前記移動
   基板を移動させる送りねじと、前記固定基板に設けら
   れ、前記送りねじと螺合するナットとを備えた粗微動ス
   テージにおいて、 前記固定基板に対するナットの固定状態を任意に解除し
   てナットを空転させる切換手段を備えることを特徴とす
   る粗微動ステージ。
4. 【請求項４】 前記切換手段は電磁クラッチと、前記移
   動基板を手動で移動させるための把持部に設けられ、前
   記電磁クラッチを断続するスイッチとで構成されること
   を特徴とする請求項３に記載の粗微動ステージ。