JPH0538618U - 移動ステージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この考案は、駆動力の伝達機構を改善した顕微
鏡等に用いられる移動ステージに関するものである。 【構成】ステージベース１と、このベース１に対して相
対的に移動可能な移動台２と、ベース１に設けられ、操
作ハンドル４により回動する駆動輪６と、移動台２に設
けられ、駆動輪６の外周に圧接されることにより駆動輪
６から駆動力が伝達されるレール７とを備えた移動ステ
ージであって、レール７は、剛性を弱めるための溝７ａ
が設けられたワイヤ状に形成される構成になっている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、駆動力の伝達機構を改善した顕微鏡等に用いられる移動ステージ に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

顕微鏡等の移動ステージは、その駆動機構として、一般にラックとピニオンが 用いられている。この場合、ラックおよびピニオンの加工精度とその組み立て精 度が、移動台の移動精度に大きく影響する。

【０００３】 例えば、ラックにうねりや、ピニオンに偏心がある場合、或いは、ラックが移 動台の移動方向に対して十分な平行度を有さない等の場合は、ラックとピニオン の噛み合い状態が変化してしまい、噛み合いがきつくなったり、反対に緩くなっ たして、移動台の移動動作に作動ムラを起こす等の問題が発生する。

【０００４】 これらの問題を改善する手段として、例えば、特公昭５１−４４８２３号公報 に開示されているラックに割り溝を設ける方法や、実開平１−１７７７２５号公 報に開示されている移動台とラックとの間に板バネを介在させる方法等が知られ ている。

【０００５】 一方、移動ステージの利用分野である精密工業分野では、近年、半導体ウエハ や液晶材料が大形化しており、それに伴い、検査工程で使用される顕微鏡の移動 ステージも大形化が要求されてきている。

【０００６】 移動ステージを大形化するためには、ラックを長尺化する必要があるが、長尺 化されたラックにより移動台の移動をスムーズに行うには、長尺ラックを高精度 に製作し、しかもラックとピニオンの噛み合いが、ラックの全長に亙って一定に なるよう、つまり、ラックを移動台の移動方向に対して厳密に平行に組み立てる ことは非常に困難なことである。

【０００７】 さらに、ラック，ピニオン機構は製作精度や組立て精度が十分でなかったり、 使用度合によっては、歯が摩耗し、その摩耗粉が半導体等の検査資料に落下する と、製品不良を起こすような問題も発生する。

【０００８】 このため、最近の半導体検査等で使用される顕微鏡の大型ステージでは、従来 のラック，ピニオン機構に代えて、製作や使用上で有利な点が多い、歯を持たな い直線レールと駆動輪による摩擦駆動機構を採用するようになってきた。

【０００９】 摩擦駆動機構に使用される直線レールは、製作コストの上で細い引き抜きワイ ヤによる直線レールが有利である。図１０(a)(b)は摩擦駆動機構に使用される、 細い引き抜きワイヤによる直線レールの一例である。同図(a) は円筒状のレール で、同図(b) は断面が略三角形状のレールである。

【００１０】 これらの直線レールを使用し、これらレールに係合する駆動輪に移動台の移動 に必要な駆動摩擦力を得るために、駆動輪の外周面にレールと面接触または少な くとも２点接触とするための、ＲまたはＶ溝が設けられるようになっている。

【００１１】 しかしながら、これらの溝がレールに対して、設計で意図している面接触また は２点以上の接触をしないと必要な摩擦駆動力を得ることができない。例えば、 図１１(a) に示すようにレール111 にうねりがあり、駆動輪112 がレール111 の 全長に亙っては完全に面接触しない場合や、同図(b) に示すようにレール111 が 捩じれており、駆動輪112 との接触が１点接触に近い状態の場合は、十分な摩擦 力が得られず、駆動輪112 がスリップして移動台の移動ができない状態となる。 このような問題を防ぐためには、レールや駆動輪の製作精度やレールと駆動輪 との間の位置出しを精密にして組立て精度を高くすることも考えられるが、部品 や組立てコストの上昇をまねき、組立て作業を困難なものとする。

【００１２】 また、図１２(a) に示すように、駆動輪121 を回転軸方向に移動可能とし、レ ールにうねりがあっても、レールのうねりに追従する方法や、同図(b) に示すよ うに、反対にレール122 の方をバネ123 を使用して動輪121 に動きに追従して移 動可能とすることにより、レール122 と駆動輪121 との接触位置関係を常に一定 に保つ方法も考えられるが、これらの方法は結果として、機構が複雑になり、し たがって製造コストの上昇をまねき好ましくない。

【００１３】 また別の方法として、同図(c) に示すように、操作ハンドル124 と一体に設け られた駆動輪121 の外周に弾性部材125 を貼付け、駆動輪121 を弾性部材125 を 介してレール122 に圧接させる方法により、多少の寸法誤差を弾性部材125 に吸 収させて、常に必要な駆動摩擦力を確保する方法がある。しかし、この方法は移 動台を弾性部材を介して駆動しているので、駆動輪121 の回転を止めて操作ハン ドル124 から手を離したとき、移動台が弾性部材125 の弾力により戻り、移動台 の位置を正確に規定できない欠点がある。このため、検査物を高倍率の顕微鏡で 観察する場合、標本が移動台に伴って動き、観察に支障を来す不具合がある。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】

この考案は、上記したような問題を解決するためになされたもので、移動台を 簡単な構造でスムーズに移動できる、特に大型の顕微鏡に有効である移動ステー ジを提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

この考案の移動ステージは、ベースと、このベースに対して相対的に移動可能 な移動台と、ベースまたは移動台の一方に設けられ、操作手段により回動する駆 動輪と、駆動輪が設けられていない他方の移動台またはベースに設けられ、前記 駆動輪の外周に圧接されることにより駆動輪から駆動力が伝達されるレールとを 備え、駆動輪が回動することにより駆動輪から駆動力がレールに伝達されて移動 台がベースに対して移動する移動ステージにおいて、前記レールは、剛性を弱め るための溝が設けられたワイヤ状に形成されていることを特徴としている。

【００１６】

【作用】

このように構成することにより、駆動輪等の構成部品および組立て工程等に寸 法誤差があっても、レールは駆動輪の動きに追従して弾性変形し、レールと駆動 輪との係合関係は常に良好に保たれ、移動台の移動をスムーズに行うことが可能 になる。

【００１７】

【実施例】

以下、図面を参照しながらこの考案の一実施例を説明する。図１は第一の実施 例の構造を示す斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ面の断面図、図３は同じく 図１のＢ−Ｂ面の断面図である。

【００１８】 これらの図において、１は図示しない顕微鏡の本体に固定されていて、移動台 ２の移動方向の両側面にそれぞれガイド溝１ａを有するステージベースである。 移動台２は、ステージベース１に対向する下面に凹部２ａが設けられるとともに 移動方向の両側には、ステージベース１を挾むようにガイド２ｂが固定されてお り、さらに、このガイド２ｂの内側にはステージベース１のガイド溝１ａに対向 するようなガイド溝２ｃが設けられている。

【００１９】 ステージベース１のガイド溝１ａと対向する移動台２のガイド溝２ｃとの中に は、ローラまたはボール３が嵌入されていて、移動台２のステージベース１に対 する円滑な移動を可能にしている。

【００２０】 ４は、移動台２を移動させる操作ハンドルで、この操作ハンドル４はステージ ベース１に固定されているハンドル取付け座１ｂに、軸４ａが貫通して回転可能 に支持されている。さらに、ステージベース１内の軸４ａの先端部には、第一歯 車４ｂが同軸的に固定されている。

【００２１】 また、ハンドル取付け座１ｂの下側には軸４ａに挾まれ、軸４ａに回転可能に 支持される軸受座５が設けられており、この軸受座５には軸５ａが固定されてい て、ステージベース１内に設けられ第一歯車４ｂに噛み合う第二歯車５ｂを回転 可能に軸支している。

【００２２】 ６は移動台２の凹部２ａ内に位置し、第二歯車５ｂの側面に同軸的に固定され て、軸５ａに回転可能に軸支される駆動輪であり、その外周面にはＶ字溝６ａが 形成されている。この駆動輪６のＶ字溝６ａは、移動台２の凹部２ａ内の一側面 ２ｄに固定部材８により固定されている断面略三角形状のレール７に圧接して、 レール７を介して移動台２を移動させるものである。

【００２３】 レール７は図４に示すように、断面が略三角形状をなし、その長手方向の駆動 輪６のＶ字溝６ａに接しない面側には、レール７の剛性を弱めるための溝７ａが 形成されている。

【００２４】 ９はハンドル取付け座１ｂに固定される押圧バネで、この押圧バネ９は軸受座 ５、軸５ａを介して、駆動輪６をレール７に駆動時においてスリップが発生しな いように押圧している。

【００２５】 レール７の移動台２に対する固定方法を図５において説明する。同図に示すよ うに、固定部材８は、レール７が長手方向にズレるのを防止するため、断面略三 角形状のレール７の端面に嵌合する切欠を有するＬ字状の櫛方部を有し、これに よりレール７を移動台２の内部側面２ｄに固定している。

【００２６】 さらに、レール７の固定位置は、部品や組立て寸法誤差を考慮して、レール７ をたわませることが可能なように、レール７の必要寸法に多少の余裕を持たせて 長くし、その端部を固定位置にしている。例えば、移動距離が３００mm以上の場 合には、レール７を必要寸法より２０〜３０mm程度長く余裕をもたせ、その端部 を固定部材８で固定するようにしている。

【００２７】 このように構成された実施例において、操作ハンドル４を回転させれば、その 軸４ａを介して第一歯車４ｂが回転し、さらに、この歯車４ｂに噛み合った第二 歯車５ｂが回転し、第二歯車５ｂに同軸的に固定されている駆動輪６から、駆動 力がレール７に伝達されて、移動台２をステージベース１のガイド溝１ａに沿っ てローラまたはボール３にガイドされ、必要位置に移動させることができる。

【００２８】 この実施例によれば、例えば、レール７がうねって取り付けられていても、レ ール７に形成されている溝７ａにより、レール７の剛性が弱められているので、 駆動輪６に追従して弾性変形し、駆動輪６のＶ字溝６ａとの間で良好な係合性を 保つことができ、移動台２の移動はスムーズに行われる。

【００２９】 また、例えば、駆動輪６が操作ハンドル４の軸４ａに対して多少斜めに取り付 けられている場合は、駆動輪６は１回転毎に揺動を繰り返すが、レール７は揺動 に追従して弾性変形するので、駆動輪６との係合関係は良好に保たれる。

【００３０】 さらに、例えば、移動台２に上に重量の重い標本を載置した場合は、移動台２ が変形し、レール７との位置関係が変化することが有り得るが、この場合もレー ル７が弾性変形して、駆動輪６との係合関係は良好に保たれる。

【００３１】 図６，図７は第二および第三の実施例のレール形状を示している。第二の実施 例のレールは図６に示すように、レール６７の駆動輪６のＶ字溝６ａに係合する 側の長手方向に溝67a がＶ字溝６ａの巾より小さく形成されている。このように 形成することにより、レール６７は同図(b) に示すように、駆動輪６とはＶ字溝 ６ａの底を外れた位置で係合するので、係合面積を広くすることができる。

【００３２】 また、溝67a のためレール６７の剛性が弱められるので、駆動輪６に追従して 弾性変形し易くなっており、これら二つの特性により駆動輪６との係合状態を良 好に保つことができる。

【００３３】 第三の実施例のレールは図７に示すように、レール７７の長手方向に、溝77a を上下２か所に設けた実施例である。このように溝77a を形成することで、溝77 a のためレール７７の剛性が弱められて、駆動輪６に追従して弾性変形し易くな り、駆動輪６との係合状態を良好に保つことができる。 これら実施例のレールは、引き抜き型で成形加工が可能であるので、安価に製 造することができる。

【００３４】 既成のワイヤをこの考案に適したレールに加工するには、図８，図９に示す第 四および第五の実施例の方法がある。第四の実施例のレールは図８に示すように レール８７の長手方向に対して直角方向に溝87a を複数個設けた実施例である。 また、第五の実施例のレールは図９に示すようにレール９７の長手方向に対し て斜め方向に溝97a を複数個設けた実施例である。

【００３５】 これら実施例の加工により、レール８７，９７の剛性が弱められて、駆動輪６ に追従して弾性変形し易くなり、駆動輪６との係合状態を良好に保つことができ る。 また、これら実施例の加工は簡単な加工器具で可能であり、引き抜き型の設備 投資を削除することができる。 なお、この考案は上記実施例に限定されるものではなく、要旨を変更しない範 囲で変形して実施できる。

【００３６】 上記各実施例では、レールは断面が略三角形状ものに、溝を形成させたものを 説明したが、この形状に限定されるものでない。例えば、断面が円形のもに、溝 を形成させたものも実施できる。ただし、円形にした場合は、レールが回転する ことにより、駆動輪との係合関係がレールに形成された溝によって損なわれない ように、レールが回転しないようにレールの端部を固定することが好ましい。

【００３７】 また、上記実施例では、駆動輪がステージベースに、レールが移動台に設置さ れているものを説明したが、逆にレールがステージベースに、駆動輪が移動台に 設置されていてもよい。

【００３８】

【考案の効果】

この考案によれば、レールの剛性を弱める溝をレールに設けることで、駆動輪 の動きにレールが追従でき、駆動輪とレールとの係合関係を常に良好に保つこと ができる。このために、部品精度や組立て精度を向上させなくとも、移動台の移 動動作をスムーズに行うことができる。 また、部品精度や組立て精度を向上させる必要がないので、製造が簡単で、そ のコストを低廉に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の第一の実施例の構成を示す斜視図。

【図２】図１のＡ−Ａ面の断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ面の断面図。

【図４】第一の実施例のレールの形状を示す斜視図

【図５】第一の実施例のレールの取付け構造を示す斜視
図。

【図６】第二の実施例のレールの形状と駆動輪との関係
の説明図。

【図７】第三の実施例のレールの形状と駆動輪との関係
の説明図。

【図８】第四の実施例のレールの形状を示す斜視図。

【図９】第五の実施例のレールの形状を示す斜視図。

【図１０】従来の移動ステージのレールの形状を示す斜
視図。

【図１１】従来の移動ステージのレールと駆動輪との係
合関係を示す説明図。

【図１２】同図(a) 〜(c) はそれぞれ従来の移動ステー
ジのレールと駆動輪との係合関係を良好に保つための手
段の説明図。

【符号の説明】

１……ステージベース １ａ…ガイド溝 １
ｂ… ２……移動台 ２ａ…凹部 ２
ｂ…ガイド ２ｃ…ガイド溝 ２ｄ…内部側面 ３……ローラまたはボール ４……操作ハンドル ４ａ…軸 ４
ｂ…第１歯車 ５……軸受座 ５ａ…軸 ５
ｂ…第２歯車 ６……駆動輪 ６ｂ…Ｖ字溝 ７……レール ７ａ…溝 ８……固定部材 ９……押圧バネ ６７…レール 67a …溝 ７７…レール 77a …溝 ８７…レール 87a …溝 ９７…レール 97a …溝

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ベースと、このベースに対して相対的に移
   動可能な移動台と、ベースまたは移動台の一方に設けら
   れ、操作手段により回動する駆動輪と、駆動輪が設けら
   れていない他方の移動台またはベースに設けられ、前記
   駆動輪の外周に圧接されることにより駆動輪から駆動力
   が伝達されるレールとを備え、駆動輪が回動することに
   より駆動輪から駆動力がレールに伝達されて移動台がベ
   ースに対して移動する移動ステージにおいて、 前記レールは、剛性を弱めるための溝が設けられたワイ
   ヤ状に形成されていることを特徴とする移動ステージ。