JP2005197136A - テーブル移動装置および前記テーブル移動装置を備えた顕微作業装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 テーブルを移動させるためのスクリューシャフトに回転力を伝達する際、前記スクリューシャフトに軸方向の力や撓みを生じさせる力が作用するのを防止すること。
【解決手段】スクリューシャフト25に螺合するナットが設けられた移動可能な部材であるテーブル17と、スクリューシャフト25に一体的に装着されたシャフト装着スパーギヤ53と、スクリューシャフト25に平行な平行回転軸51と、平行回転軸51に一体的に装着され且つ前記シャフト装着スパーギヤ53と噛み合う平行回転軸装着スパーギヤ52と、平行回転軸51と伸縮可能な伸縮ロッド28の一端部である出力端部とを連結する出力側ユニバーサルジョイント27と、伸縮ロッド28の他端部である入力端部と回転駆動される駆動軸31の一端部と連結する入力側ユニバーサルジョイント29と、駆動軸31を回転駆動する回転駆動装置とをそなえたテーブル移動装置。
【選択図】 図4
【解決手段】スクリューシャフト25に螺合するナットが設けられた移動可能な部材であるテーブル17と、スクリューシャフト25に一体的に装着されたシャフト装着スパーギヤ53と、スクリューシャフト25に平行な平行回転軸51と、平行回転軸51に一体的に装着され且つ前記シャフト装着スパーギヤ53と噛み合う平行回転軸装着スパーギヤ52と、平行回転軸51と伸縮可能な伸縮ロッド28の一端部である出力端部とを連結する出力側ユニバーサルジョイント27と、伸縮ロッド28の他端部である入力端部と回転駆動される駆動軸31の一端部と連結する入力側ユニバーサルジョイント29と、駆動軸31を回転駆動する回転駆動装置とをそなえたテーブル移動装置。
【選択図】 図4
Description
本発明はユニバーサルジョイントを介して回転力が伝達されるスクリューシャフトの回転時に、前記スクリューシャフトに螺合するメスネジまたはボールネジ等を有するナットが固定された移動可能な部材であるテーブルを、前記スクリューシャフトの軸方向の所定位置に移動させるテーブル移動装置および前記テーブル移動装置を備えた顕微作業装置に関し、特に、スクリューシャフトに回転力を伝達する際に、スクリューシャフトにシャフト回転力以外の力(例えば軸方向の力または曲げモーメント等の力)が作用するのを防止することが可能なテーブル移動装置および前記テーブル移動装置を備えた顕微作業装置に関する。
前記テーブル移動装置は、電子顕微鏡等の、電子ビーム、イオンビーム、あるいは光等を用いて、試料の観察、分析を行う装置または、荷電粒子ビームによりシリコンウエハの表面の描画作業を行う装置等の顕微作業装置において、前記試料またはシリコンウエハ等を支持するテーブルを移動させる際に使用される。
前記テーブル移動装置は、電子顕微鏡等の、電子ビーム、イオンビーム、あるいは光等を用いて、試料の観察、分析を行う装置または、荷電粒子ビームによりシリコンウエハの表面の描画作業を行う装置等の顕微作業装置において、前記試料またはシリコンウエハ等を支持するテーブルを移動させる際に使用される。
前記電子顕微鏡等のような試料に対する分析・観察・測定、描画像等の精密作業を行う装置(顕微作業装置)では、顕微作業用試料の水平面内および鉛直軸方向(光軸方向)等の移動、軸回りの回転等を高精度で行い、種々の方向から観察、分析、描画等の作業が行われる。
この種の顕微作業装置で使用されるテーブル移動装置としては、特開2002−124206号公報(特許文献1)または特開2001−229876号公報(特許文献2)に記載されたテーブル移動装置が従来公知である。
前記特許文献1または2等に記載されたテーブル移動装置を、図7、図8により説明する。
図7は従来のテーブル移動装置を備えた電子顕微鏡(顕微作業装置)の説明図であり、図7Aは要部縦断面図、図7Bは前記図7Aの矢印VIIBで示すY軸テーブル移動機構の部分拡大図である。
この種の顕微作業装置で使用されるテーブル移動装置としては、特開2002−124206号公報(特許文献1)または特開2001−229876号公報(特許文献2)に記載されたテーブル移動装置が従来公知である。
前記特許文献1または2等に記載されたテーブル移動装置を、図7、図8により説明する。
図7は従来のテーブル移動装置を備えた電子顕微鏡(顕微作業装置)の説明図であり、図7Aは要部縦断面図、図7Bは前記図7Aの矢印VIIBで示すY軸テーブル移動機構の部分拡大図である。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、右左方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし、矢印X,−X,Y,−Y,Z,−Zで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
図7において、ベース1の上面には電子顕微鏡(顕微作業装置)の鏡筒2を支持する鏡筒支持部材3が支持されている。鏡筒支持部材3の右側面(Y側面)は開口しており、その開口はステージ支持部材4により閉塞されている。前記鏡筒支持部材3およびステージ支持部材4の内部には真空試料室Aが形成されている。すなわち、前記鏡筒支持部材3およびステージ支持部材4により前記真空試料室Aを形成する外壁(3+4)が形成されている。
鏡筒支持部材3の下面を形成する下壁部3aには排気管接続孔3bが形成されており、排気管接続孔3bは真空排気管5に接続されている。前記真空試料室Aは真空ポンプ(図示せず)により真空排気管5から排気される。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
図7において、ベース1の上面には電子顕微鏡(顕微作業装置)の鏡筒2を支持する鏡筒支持部材3が支持されている。鏡筒支持部材3の右側面(Y側面)は開口しており、その開口はステージ支持部材4により閉塞されている。前記鏡筒支持部材3およびステージ支持部材4の内部には真空試料室Aが形成されている。すなわち、前記鏡筒支持部材3およびステージ支持部材4により前記真空試料室Aを形成する外壁(3+4)が形成されている。
鏡筒支持部材3の下面を形成する下壁部3aには排気管接続孔3bが形成されており、排気管接続孔3bは真空排気管5に接続されている。前記真空試料室Aは真空ポンプ(図示せず)により真空排気管5から排気される。
ステージ支持部材4の内面にはZ軸ガイド6が固定されており、前記Z軸ガイド6はZ軸テーブル7を鉛直なZ軸方向にガイドする。Z軸テーブル7は、Z軸駆動モータMzの出力軸8に形成されたオスネジ8aと螺合するネジ孔7aを有しており、前記出力軸8の回転によりZ軸方向にスライド移動して位置調節される。前記Z軸テーブル7には水平なY軸方向に突出する円筒状外周面を有する傾斜テーブル支持部7bが設けられており、前記傾斜テーブル支持部7bにより傾斜テーブル10がY軸に平行な傾斜軸Ya回りに回転可能に支持されている。
前記傾斜テーブル10は図示しない傾斜駆動機構により前記傾斜軸Ya回りの傾斜位置を制御される。
前記傾斜テーブル10は図示しない傾斜駆動機構により前記傾斜軸Ya回りの傾斜位置を制御される。
傾斜テーブル10は、前記円筒状外周面を有する傾斜テーブル支持部7bにより回転可能に支持される筒状回転部11と、前記筒状回転部11から下方に伸び且つ前方または後方に延びる前後一対の傾斜アーム12,12(図7に1個のみ図示)と前記傾斜アーム12,12の下端から左方向(−Y方向)に平行に延びる一対の水平アーム13,13(図7に1個のみ図示)と、前後方向X軸方向)に延び且つ前記一対の水平アーム13,13の左端(−Y側の端)を連結する連結部材14と、右端部下面に設けたスクリューシャフト支持部15とを有している。前記傾斜テーブル10の一対の水平アーム13,13上面にはY軸テーブル17がY軸方向に移動可能に支持されている。したがって、傾斜テーブル10は、Y軸テーブル17を支持するテーブル支持部材として構成されている。
Y軸テーブル17上にはX軸テーブル18がX軸方向に移動可能に支持されている。したがって、Y軸テーブル17は、X軸テーブルを支持するテーブル支持部材として構成されている。
前記X軸テーブル18には回転テーブル19が鉛直なZ軸回りに回転可能に支持されている。回転テーブル19の上面には試料ホルダ(図示せず)が着脱可能に装着されるホルダ装着部材20が設けられている。前記ホルダ装着部材20には、顕微作業用の試料を保持する試料試料ホルダ(図示せず)が着脱可能に装着される。
Y軸テーブル17上にはX軸テーブル18がX軸方向に移動可能に支持されている。したがって、Y軸テーブル17は、X軸テーブルを支持するテーブル支持部材として構成されている。
前記X軸テーブル18には回転テーブル19が鉛直なZ軸回りに回転可能に支持されている。回転テーブル19の上面には試料ホルダ(図示せず)が着脱可能に装着されるホルダ装着部材20が設けられている。前記ホルダ装着部材20には、顕微作業用の試料を保持する試料試料ホルダ(図示せず)が着脱可能に装着される。
前記Y軸テーブル17の下面にはナット17aが下方に突出して設けられている。ナット17aは前記前後一対の水平アーム13,13の間に配置されている。前記ナット17aに螺合して貫通するY軸スクリューシャフト25は左右方向(Y軸方向)に延びており、その右端部(Y端部)が前記スクリューシャフト支持部15に装着された一対のアンギュラベアリング26,26により回転可能に支持されている。Y軸スクリューシャフト25の左端(−Y端)は自由端となっている。
前記Y軸スクリューシャフト25の右端(Y端)にはユニバーサルジョイント27を介して回転力伝達用の伸縮ロッド28の左端部が連結されている。前記ユニバーサルジョイント27は、Y軸スクリューシャフト25の軸(Y軸に平行な軸)に垂直で且つ互いに直交する2軸回りに互いに回転可能に連結されたシャフト連結部材27aおよびロッド連結部27bを有している。前記シャフト連結部材27aは前記Y軸スクリューシャフト25に連結され、前記ロッド連結部27bは前記回転力伝達用の伸縮ロッド28の左端部に連結されている。
前記Y軸スクリューシャフト25の右端(Y端)にはユニバーサルジョイント27を介して回転力伝達用の伸縮ロッド28の左端部が連結されている。前記ユニバーサルジョイント27は、Y軸スクリューシャフト25の軸(Y軸に平行な軸)に垂直で且つ互いに直交する2軸回りに互いに回転可能に連結されたシャフト連結部材27aおよびロッド連結部27bを有している。前記シャフト連結部材27aは前記Y軸スクリューシャフト25に連結され、前記ロッド連結部27bは前記回転力伝達用の伸縮ロッド28の左端部に連結されている。
前記回転力伝達用の伸縮ロッド28はその軸方向に伸縮可能に構成されており、前記傾斜テーブル10が前記傾斜軸Ya回りに傾斜した場合には、傾斜に応じて伸縮運動を繰り返す。
また、回転力伝達用の伸縮ロッド28の右端部はユニバーサルジョイント29を介してY軸駆動モータMyの出力軸31の左端部に連結されている。前記ユニバーサルジョイント29は、出力軸31の軸(Y軸に平行な軸)に垂直で且つ互いに直交する2軸回りに互いに回転可能に連結された出力軸連結部材29aおよび連結ロッド29bを有している。前記出力軸連結部材29aは前記出力軸31に連結され、前記連結ロッド29bは前記回転力伝達用の伸縮ロッド28の右端部に連結されている。
そして、前記出力軸31の回転は、前記回転力伝達用の伸縮ロッド28を介してY軸スクリューシャフト25に伝達されるように構成されている。前記Y軸スクリューシャフト25が回転すると前記Y軸スクリューシャフト25に螺合するナット17aおよびY軸テーブル17はY軸方向(左右方向)に移動する。
また、回転力伝達用の伸縮ロッド28の右端部はユニバーサルジョイント29を介してY軸駆動モータMyの出力軸31の左端部に連結されている。前記ユニバーサルジョイント29は、出力軸31の軸(Y軸に平行な軸)に垂直で且つ互いに直交する2軸回りに互いに回転可能に連結された出力軸連結部材29aおよび連結ロッド29bを有している。前記出力軸連結部材29aは前記出力軸31に連結され、前記連結ロッド29bは前記回転力伝達用の伸縮ロッド28の右端部に連結されている。
そして、前記出力軸31の回転は、前記回転力伝達用の伸縮ロッド28を介してY軸スクリューシャフト25に伝達されるように構成されている。前記Y軸スクリューシャフト25が回転すると前記Y軸スクリューシャフト25に螺合するナット17aおよびY軸テーブル17はY軸方向(左右方向)に移動する。
図8は前記図7に示すX軸テーブルを移動させるための移動機構の拡大説明図である。
図8において、前記Y軸テーブル17の前端部(X端部)で且つ左右方向(Y軸方向)の中央部上面にはL型のブラケット34が固定されている。ブラケット34にはシャフト支持用の一対のアンギュラベアリング35,35が装着されており、前記一対のアンギュラベアリング35,35は脱落防止部材36によりブラケット34から脱落不能である。前記シャフト支持用の一対のアンギュラベアリング35,35により、X軸に平行なX軸スクリューシャフト37の前端部(X端部)の小径部が回転可能に支持されている。X軸スクリューシャフト37の後端部(−X端部)は前記Y軸スクリューシャフト25の左端部(図7参照)と同様に自由端となっている。
前記X軸スクリューシャフト37はX軸テーブル18と一体のナット18aと螺合している。前記X軸スクリューシャフト37の小径の前端部には第1ベベルギヤ38が固着されている。
図8において、前記Y軸テーブル17の前端部(X端部)で且つ左右方向(Y軸方向)の中央部上面にはL型のブラケット34が固定されている。ブラケット34にはシャフト支持用の一対のアンギュラベアリング35,35が装着されており、前記一対のアンギュラベアリング35,35は脱落防止部材36によりブラケット34から脱落不能である。前記シャフト支持用の一対のアンギュラベアリング35,35により、X軸に平行なX軸スクリューシャフト37の前端部(X端部)の小径部が回転可能に支持されている。X軸スクリューシャフト37の後端部(−X端部)は前記Y軸スクリューシャフト25の左端部(図7参照)と同様に自由端となっている。
前記X軸スクリューシャフト37はX軸テーブル18と一体のナット18aと螺合している。前記X軸スクリューシャフト37の小径の前端部には第1ベベルギヤ38が固着されている。
前記ブラケット34には、前記X軸スクリューシャフト37の軸に交差する軸である交差軸(Y軸に平行な軸)39を支持する一対のラジアルベアリング41,41が装着されている。前記交差回転軸39の左端部(−Y端部)には第2ベベルギヤ42が装着されている。交差回転軸39の右端部(Y端部)は、ユニバーサルジョイント43を介して回転力伝達用の伸縮ロッド44に連結されている。
前記伸縮ロッド44は、軸方向に相対的にスライド可能且つ相対回転不可能な2つの部材により構成されており、その軸方向に伸縮可能である。前記伸縮ロッド44は、前記傾斜テーブル10が前記傾斜軸Ya回りに傾斜したり、前記Y軸テーブル17が左右方向(Y軸方向)に移動したりした場合には、それに応じて伸縮運動を繰り返す。
また、伸縮ロッド44の右端部は、ユニバーサルジョイント46を介してX軸駆動モータMx(図示せず)の出力軸47の左端部に連結されている。
そして、前記出力軸47の回転は、前記伸縮ロッド44、交差回転軸39、べベルギヤ42,38を介してX軸スクリューシャフト37に伝達されるように構成されている。前記X軸スクリューシャフト37が回転すると前記X軸スクリューシャフト37に螺合するナット18aおよび前記ナット18aと一体的に移動するX軸テーブル18はX軸方向(前後方向)に移動する。
前記伸縮ロッド44は、軸方向に相対的にスライド可能且つ相対回転不可能な2つの部材により構成されており、その軸方向に伸縮可能である。前記伸縮ロッド44は、前記傾斜テーブル10が前記傾斜軸Ya回りに傾斜したり、前記Y軸テーブル17が左右方向(Y軸方向)に移動したりした場合には、それに応じて伸縮運動を繰り返す。
また、伸縮ロッド44の右端部は、ユニバーサルジョイント46を介してX軸駆動モータMx(図示せず)の出力軸47の左端部に連結されている。
そして、前記出力軸47の回転は、前記伸縮ロッド44、交差回転軸39、べベルギヤ42,38を介してX軸スクリューシャフト37に伝達されるように構成されている。前記X軸スクリューシャフト37が回転すると前記X軸スクリューシャフト37に螺合するナット18aおよび前記ナット18aと一体的に移動するX軸テーブル18はX軸方向(前後方向)に移動する。
前記図7Bにおいて、出力軸31の回転を前記Y軸スクリューシャフト25に伝達する際、ユニバーサルジョイント27、29の回転摩擦抵抗や、前記伸縮ロッド28の伸縮運動時の摩擦抵抗等によりY軸スクリューシャフト25の右端は次の力を受ける。
(A1)Y軸スクリューシャフト25の軸方向に周期的に変動する力を受ける。
(A2)一対のアンギュラベアリング26,26の各々の接触角を表す一対の中心線を延長したときの前記一対の中心線の交点を回転中心としてY軸スクリューシャフト25の右端(Y端)をスリコギ運動させるような周期的な曲げモーメントを受ける。
前記(A1)、(A2)の力を受けると、Y軸スクリューシャフト25及びアンギュラベアリング26,26には弾性撓みが発生する。
(A1)Y軸スクリューシャフト25の軸方向に周期的に変動する力を受ける。
(A2)一対のアンギュラベアリング26,26の各々の接触角を表す一対の中心線を延長したときの前記一対の中心線の交点を回転中心としてY軸スクリューシャフト25の右端(Y端)をスリコギ運動させるような周期的な曲げモーメントを受ける。
前記(A1)、(A2)の力を受けると、Y軸スクリューシャフト25及びアンギュラベアリング26,26には弾性撓みが発生する。
前記図8において、出力軸47の回転は、交差回転軸39に伝達されてから、前記X軸スクリューシャフト37に伝達される。前記出力軸47の回転を前記交差回転軸39に伝達する際、ユニバーサルジョイント46,43の回転摩擦抵抗や、前記伸縮ロッド44の伸縮運動時の摩擦抵抗等により交差回転軸39の右端は次の力を受ける。
(B1)交差回転軸39の軸方向に周期的に変動する力を受ける。
(B2)一対のラジアルベアリング41,41の中心を回転中心として交差回転軸39の右端(Y端)がスリコギ運動をするような周期的な曲げモーメントを受ける。
前記交差回転軸39及び前記ラジアルベアリング41,41には、前記(B1)、(B2)の力を受けると、弾性撓みが発生する。前記交差回転軸39の軸回りの回転力は、交差回転軸39に装着された第2ベベルギヤ42から前記第2ベベルギヤ42に噛み合う第1ベベルギヤ38を介して前記X軸スクリューシャフト37に伝達される。このとき、前記交差回転軸39が受ける前記力(B1),(B2)に応じて、X軸スクリューシャフト37の前端は次の力を受ける。
(B3)前記第1ベベルギヤ38には第2ベベルギヤ42との接触法線方向(第1ベベルギヤ38および42の中心を結ぶ直線方向)の力が作用する。この力のX軸線方向の分力により、X軸スクリューシャフト37は、その軸方向に周期的に変動する力を受ける。
(B4)軸受35の中心を回転中心としてX軸スクリューシャフト37の前端(X端)がスリコギ運動をするような周期的な曲げモーメントを受ける。
X軸スクリューシャフト37及びアンギュラベアリング35,35には、前記(B3)、(B4)の力を受けると、弾性撓みが発生する。
(B1)交差回転軸39の軸方向に周期的に変動する力を受ける。
(B2)一対のラジアルベアリング41,41の中心を回転中心として交差回転軸39の右端(Y端)がスリコギ運動をするような周期的な曲げモーメントを受ける。
前記交差回転軸39及び前記ラジアルベアリング41,41には、前記(B1)、(B2)の力を受けると、弾性撓みが発生する。前記交差回転軸39の軸回りの回転力は、交差回転軸39に装着された第2ベベルギヤ42から前記第2ベベルギヤ42に噛み合う第1ベベルギヤ38を介して前記X軸スクリューシャフト37に伝達される。このとき、前記交差回転軸39が受ける前記力(B1),(B2)に応じて、X軸スクリューシャフト37の前端は次の力を受ける。
(B3)前記第1ベベルギヤ38には第2ベベルギヤ42との接触法線方向(第1ベベルギヤ38および42の中心を結ぶ直線方向)の力が作用する。この力のX軸線方向の分力により、X軸スクリューシャフト37は、その軸方向に周期的に変動する力を受ける。
(B4)軸受35の中心を回転中心としてX軸スクリューシャフト37の前端(X端)がスリコギ運動をするような周期的な曲げモーメントを受ける。
X軸スクリューシャフト37及びアンギュラベアリング35,35には、前記(B3)、(B4)の力を受けると、弾性撓みが発生する。
前記図7Aに示すような電子顕微鏡を使用して、高倍率で観察を行う場合、試料移動時には高精度で位置制御が行われる。その場合、ナノメートル単位での位置ずれが問題になる場合がある。問題となる位置ずれとしては例えば、次の位置ずれがある。
(1)観察時に特に重要であるXY駆動時において、前記Y軸スクリューシャフト25またはX軸スクリューシャフト37及び各アンギュラベアリング26,26,35,35の弾性変形にともなう力の蓄積、及びスクリューシャフトに塗布されるグリス等による粘性抵抗に起因して発生する試料移動停止後のアフタードリフト(停止後の移動)、
(2)後述するメカニズム等により試料移動方向と逆方向に試料が移動する逆モーション、
(3)駆動方向と直角方向に試料が移動してしまう偏差、
(1)観察時に特に重要であるXY駆動時において、前記Y軸スクリューシャフト25またはX軸スクリューシャフト37及び各アンギュラベアリング26,26,35,35の弾性変形にともなう力の蓄積、及びスクリューシャフトに塗布されるグリス等による粘性抵抗に起因して発生する試料移動停止後のアフタードリフト(停止後の移動)、
(2)後述するメカニズム等により試料移動方向と逆方向に試料が移動する逆モーション、
(3)駆動方向と直角方向に試料が移動してしまう偏差、
前記位置ずれ(1)〜(3)の発生は、XYテーブルの構造成部材自体の剛性にも原因があるが、特に、Y軸テーブル17、X軸テーブル18を直線方向にガイドするためのガイド(直動ガイド)や、スクリューシャフト25,37を支持するベアリングを構成するボールまたはローラ等の転動体の剛性が低く、それらの弾性による撓みが原因となっいることが多い。
例えば、図7Bにおいて、Y軸スクリューシャフト25がその軸方向に周期的に変動する力を受けた場合、その力は一対のアンギュラベアリング26,26により受けられるが、この部分の剛性は無限ではないため、軸方向に弾性変形が生じる。前記軸方向の弾性変形は周期的に変動して、Y軸スクリューシャフト25およびY軸テーブル17の位置は、Y軸方向に周期的に変動する。
このようなY軸テーブル17の挙動は、希望する位置に試料を位置決めすることを困難にし、試料観察時に支障をきたすことになる。
例えば、図7Bにおいて、Y軸スクリューシャフト25がその軸方向に周期的に変動する力を受けた場合、その力は一対のアンギュラベアリング26,26により受けられるが、この部分の剛性は無限ではないため、軸方向に弾性変形が生じる。前記軸方向の弾性変形は周期的に変動して、Y軸スクリューシャフト25およびY軸テーブル17の位置は、Y軸方向に周期的に変動する。
このようなY軸テーブル17の挙動は、希望する位置に試料を位置決めすることを困難にし、試料観察時に支障をきたすことになる。
図8において、X軸スクリューシャフト37がその軸方向に周期的に変動する力を受けた場合、その力は一対のアンギュラベアリング35,35により受けられるが、この部分の剛性は無限ではないため、軸方向に弾性変形を生じる。前記軸方向の弾性変形は周期的に変動して、X軸スクリューシャフト37およびX軸テーブル18の位置は、X軸方向に周期的に変動する。
このようなX軸テーブル18の挙動は、希望する位置に試料を位置決めすることを困難にし、試料観察時に支障をきたすことになる。
このようなX軸テーブル18の挙動は、希望する位置に試料を位置決めすることを困難にし、試料観察時に支障をきたすことになる。
また、図8の回転力伝達系の場合、X軸テーブル18を+X軸方向に移動させるときと−X軸方向に移動させるときとでは、第2ベベルギヤ42の回転方向は逆である。前記回転方向がどちらであっても、第2ベベルギヤ42の回転開始時にはべベルギヤ42はべベルギヤ38を接触法線方向(第1ベベルギヤ38および42の中心を結ぶ直線方向)に押圧する。前記押圧力によりX軸テーブル18は−X側(後側)に押圧され変移する。
したがって、X軸テーブル18を−X側に移動させるように第2ベベルギヤ42が回転した場合には、X軸テーブル18の移動量は、X軸スクリューシャフト37の回転による、−X側の移動量に、前記押圧力による−X側の変移量が加算される。この場合、X軸テーブル18の−X側の移動量は増加する。この場合にX軸テーブル18の停止時に前記押圧力が解放されると、前記押圧力による変移量だけX軸テーブル18が+X側に戻る。
したがって、X軸テーブル18を−X側に移動させるように第2ベベルギヤ42が回転した場合には、X軸テーブル18の移動量は、X軸スクリューシャフト37の回転による、−X側の移動量に、前記押圧力による−X側の変移量が加算される。この場合、X軸テーブル18の−X側の移動量は増加する。この場合にX軸テーブル18の停止時に前記押圧力が解放されると、前記押圧力による変移量だけX軸テーブル18が+X側に戻る。
また、X軸テーブル18を+X側に移動させるように第2ベベルギヤ42が回転した場合には、X軸テーブル18は最初に前記押圧力による−X側の変移(この変移を「逆モーション」と定義する。)が生じた後、X軸スクリューシャフト37の回転により+X側に移動する。そして、X軸テーブル18の移動量は、X軸スクリューシャフト37の回転による+X側の移動量に、前記押圧力による−X側の変移量(−(マイナス)の値)が加算された量である。この場合、X軸テーブル18の+X側の移動量は少なくなる。この場合、X軸テーブル18の停止時に前記押圧力が解放されると、前記押圧力による変移量だけX軸テーブル18が+X側に移動する。
このX軸テーブル18の挙動も、希望する位置に試料を位置決めすることを困難にし、XYテーブル上に支持した試料の観察時、顕微分析時、または試料に対する顕微作業(ウエハの描画作業のように顕微鏡を使用しなければ作業状態を確認できないような細かい精密作業)に支障をきたすことになる。
このX軸テーブル18の挙動も、希望する位置に試料を位置決めすることを困難にし、XYテーブル上に支持した試料の観察時、顕微分析時、または試料に対する顕微作業(ウエハの描画作業のように顕微鏡を使用しなければ作業状態を確認できないような細かい精密作業)に支障をきたすことになる。
本発明は前述の事情に鑑み、下記(O01)の記載内容を課題とする。
(O01)テーブルを移動させるためのスクリューシャフトに回転力を伝達する際、前記スクリューシャフトに軸方向の力や撓みを生じさせる力が作用するのを防止すること。
(O01)テーブルを移動させるためのスクリューシャフトに回転力を伝達する際、前記スクリューシャフトに軸方向の力や撓みを生じさせる力が作用するのを防止すること。
次に、前記課題を解決するために案出した本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。
また、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
また、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
(第1発明)
前記課題を解決するために、第1発明のテーブル移動装置は、次の構成要件(A01)〜(A010)を備えたことを特徴とする。
(A01)スクリューシャフト(37)に螺合するナットが設けられた移動可能な部材であるテーブル(18)、
(A02)前記スクリューシャフト(37)を回転可能に支持し且つ前記テーブル(18)を前記スクリューシャフト(37)の軸方向に移動可能に支持するテーブル支持部材(17)、
(A03)前記スクリューシャフト(37)に一体的に装着されたシャフト装着スパーギヤ(63)、
(A04)前記テーブル支持部材(17)に回転可能に支持され且つ前記スクリューシャフト(37)に平行な平行回転軸(61)および前記平行回転軸(61)に交差する交差回転軸(39)、
(A05)前記平行回転軸(61)に一体的に装着され且つ前記シャフト装着スパーギヤ(63)と噛み合う平行回転軸装着スパーギヤ(62)、
(A06)前記平行回転軸(61)に一体的に装着された第1ベベルギヤ(38´)
(A07)前記交差回転軸(39)に一体的に装着された第2ベベルギヤ(42)、
(A08)前記交差回転軸(39)と伸縮可能な伸縮ロッド(44)の一端部である出力端部とを連結する出力側ユニバーサルジョイント(43)、
(A09)前記伸縮ロッド(44)の他端部である入力端部と回転駆動される駆動軸(47)の一端部と連結する入力側ユニバーサルジョイント(46)、
(A010)前記駆動軸(47)を回転駆動する回転駆動装置。
前記課題を解決するために、第1発明のテーブル移動装置は、次の構成要件(A01)〜(A010)を備えたことを特徴とする。
(A01)スクリューシャフト(37)に螺合するナットが設けられた移動可能な部材であるテーブル(18)、
(A02)前記スクリューシャフト(37)を回転可能に支持し且つ前記テーブル(18)を前記スクリューシャフト(37)の軸方向に移動可能に支持するテーブル支持部材(17)、
(A03)前記スクリューシャフト(37)に一体的に装着されたシャフト装着スパーギヤ(63)、
(A04)前記テーブル支持部材(17)に回転可能に支持され且つ前記スクリューシャフト(37)に平行な平行回転軸(61)および前記平行回転軸(61)に交差する交差回転軸(39)、
(A05)前記平行回転軸(61)に一体的に装着され且つ前記シャフト装着スパーギヤ(63)と噛み合う平行回転軸装着スパーギヤ(62)、
(A06)前記平行回転軸(61)に一体的に装着された第1ベベルギヤ(38´)
(A07)前記交差回転軸(39)に一体的に装着された第2ベベルギヤ(42)、
(A08)前記交差回転軸(39)と伸縮可能な伸縮ロッド(44)の一端部である出力端部とを連結する出力側ユニバーサルジョイント(43)、
(A09)前記伸縮ロッド(44)の他端部である入力端部と回転駆動される駆動軸(47)の一端部と連結する入力側ユニバーサルジョイント(46)、
(A010)前記駆動軸(47)を回転駆動する回転駆動装置。
(第1発明の作用)
前記構成要件(A01)〜(A010)を備えた第1発明のテーブル移動装置では、テーブル支持部材(17)は、スクリューシャフト(37)を回転可能に支持し且つテーブル(18)を前記スクリューシャフト(37)の軸方向に移動可能に支持する。
回転駆動装置により回転駆動される駆動軸(47)の回転は、入力側ユニバーサルジョイント(46)に連結された伸縮可能な伸縮ロッド(44)に伝達される。前記伸縮ロッド(44)の回転は、出力側ユニバーサルジョイント(43)を介して交差回転軸(39)に伝達される。
前記交差回転軸(39)の回転は第2ベベルギヤ(42)および第1ベベルギヤ(38´)を介して、平行回転軸(61)に伝達される。前記平行回転軸(61)の回転は平行回転軸装着スパーギヤ(62)、シャフト装着スパーギヤ(63)を介して前記スクリューシャフト(37)に伝達される。
スクリューシャフト(37)に螺合するナットが設けられた移動可能な部材であるテーブル(18)は、前記スクリューシャフト(37)の回転時に前記スクリューシャフト(37)の軸方向に移動する。
前記構成要件(A01)〜(A010)を備えた第1発明のテーブル移動装置では、テーブル支持部材(17)は、スクリューシャフト(37)を回転可能に支持し且つテーブル(18)を前記スクリューシャフト(37)の軸方向に移動可能に支持する。
回転駆動装置により回転駆動される駆動軸(47)の回転は、入力側ユニバーサルジョイント(46)に連結された伸縮可能な伸縮ロッド(44)に伝達される。前記伸縮ロッド(44)の回転は、出力側ユニバーサルジョイント(43)を介して交差回転軸(39)に伝達される。
前記交差回転軸(39)の回転は第2ベベルギヤ(42)および第1ベベルギヤ(38´)を介して、平行回転軸(61)に伝達される。前記平行回転軸(61)の回転は平行回転軸装着スパーギヤ(62)、シャフト装着スパーギヤ(63)を介して前記スクリューシャフト(37)に伝達される。
スクリューシャフト(37)に螺合するナットが設けられた移動可能な部材であるテーブル(18)は、前記スクリューシャフト(37)の回転時に前記スクリューシャフト(37)の軸方向に移動する。
前記駆動軸(47)の回転が前記入力側ユニバーサルジョイント(46)、伸縮ロッド(44)および出力側ユニバーサルジョイント(43)を介して前記交差回転軸(39)に伝達される際、入力側ユニバーサルジョイント(46)および出力側ユニバーサルジョイント(43)の回転時の摩擦抵抗や、伸縮ロッド(44)の伸縮時の摩擦抵抗等により、交差回転軸(39)には交差回転軸(39)をその軸方向に移動させる周期的な力や、出力側ユニバーサルジョイント(43)との連結側端部を湾曲させるような力等が作用する。このとき、交差回転軸(39)およびそれに装着された第2べベルギヤ(42)は交差回転軸(39)の軸方向に周期的に移動したり、交差回転軸(39)の前記出力側ユニバーサルジョイント(43)との連結側端部が湾曲したりする。このような場合、前記第2ベベルギヤ(42)と噛み合う第1ベベルギヤ(38´)および前記第1ベベルギヤ(38´)が装着された平行回転軸(61)には、軸方向に周期的な力が作用して周期的な往復移動が生じたり、前記第1ベベルギヤ(38´)が装着された部分を湾曲させるような力が作用したりする。
前記平行回転軸(61)およびそれに装着された平行回転軸装着スパーギヤ(62)が軸方向に往復移動しても、前記平行回転軸装着スパーギヤ(62)とそれに噛み合うシャフト装着スパーギヤ(63)とは共にスパーギヤであるため、前記シャフト装着スパーギヤ(63)およびそれが装着されたスクリューシャフト(37)には軸方向の力はほとんど作用しない。
したがって、前記テーブル(18)を移動させるためのスクリューシャフト(37)に回転力を伝達する際、前記スクリューシャフト(37)に軸方向の力や撓みを生じさせる力が作用するのを防止することができる。
前記平行回転軸(61)およびそれに装着された平行回転軸装着スパーギヤ(62)が軸方向に往復移動しても、前記平行回転軸装着スパーギヤ(62)とそれに噛み合うシャフト装着スパーギヤ(63)とは共にスパーギヤであるため、前記シャフト装着スパーギヤ(63)およびそれが装着されたスクリューシャフト(37)には軸方向の力はほとんど作用しない。
したがって、前記テーブル(18)を移動させるためのスクリューシャフト(37)に回転力を伝達する際、前記スクリューシャフト(37)に軸方向の力や撓みを生じさせる力が作用するのを防止することができる。
(第2発明)
前記課題を解決するために、第2発明のテーブル移動装置は、次の構成要件(A01)〜(A03),(A04′),(A05′),(A08′),(A09),(A010)を備えたことを特徴とする。
(A01)スクリューシャフト(25)に螺合するナットが設けられた移動可能な部材であるテーブル(17)、
(A02)前記スクリューシャフト(25)を回転可能に支持し且つ前記テーブル(17)を前記スクリューシャフト(25)の軸方向に移動可能に支持するテーブル支持部材(10)、
(A03)前記スクリューシャフト(25)に一体的に装着されたシャフト装着スパーギヤ(53)、
(A04′)前記テーブル支持部材(10)に回転可能に支持され且つ前記スクリューシャフト(25)に平行な平行回転軸(51)、
(A05′)前記平行回転軸(51)に一体的に装着され且つ前記シャフト装着スパーギヤ(53)と噛み合う平行回転軸装着スパーギヤ(52)、
(A08′)前記平行回転軸(51)と伸縮可能な伸縮ロッド(28)の一端部である出力端部とを連結する出力側ユニバーサルジョイント(27)、
(A09)前記伸縮ロッド(28)の他端部である入力端部と回転駆動される駆動軸(31)の一端部と連結する入力側ユニバーサルジョイント(29)、
(A010)前記駆動軸(31)を回転駆動する回転駆動装置。
前記課題を解決するために、第2発明のテーブル移動装置は、次の構成要件(A01)〜(A03),(A04′),(A05′),(A08′),(A09),(A010)を備えたことを特徴とする。
(A01)スクリューシャフト(25)に螺合するナットが設けられた移動可能な部材であるテーブル(17)、
(A02)前記スクリューシャフト(25)を回転可能に支持し且つ前記テーブル(17)を前記スクリューシャフト(25)の軸方向に移動可能に支持するテーブル支持部材(10)、
(A03)前記スクリューシャフト(25)に一体的に装着されたシャフト装着スパーギヤ(53)、
(A04′)前記テーブル支持部材(10)に回転可能に支持され且つ前記スクリューシャフト(25)に平行な平行回転軸(51)、
(A05′)前記平行回転軸(51)に一体的に装着され且つ前記シャフト装着スパーギヤ(53)と噛み合う平行回転軸装着スパーギヤ(52)、
(A08′)前記平行回転軸(51)と伸縮可能な伸縮ロッド(28)の一端部である出力端部とを連結する出力側ユニバーサルジョイント(27)、
(A09)前記伸縮ロッド(28)の他端部である入力端部と回転駆動される駆動軸(31)の一端部と連結する入力側ユニバーサルジョイント(29)、
(A010)前記駆動軸(31)を回転駆動する回転駆動装置。
(第2発明の作用)
前記構成要件(A01)〜(A03),(A04′),(A05′),(A08′),(A09),(A010)を備えた第2発明のテーブル移動装置では、テーブル支持部材(10)は、スクリューシャフト(25)を回転可能に支持し且つテーブル(17)を前記スクリューシャフト(25)の軸方向に移動可能に支持する。
回転駆動装置により回転駆動される駆動軸(31)の回転は、入力側ユニバーサルジョイント(29)に連結された伸縮可能な伸縮ロッド(28)に伝達される。前記伸縮ロッド(28)の回転は、出力側ユニバーサルジョイント(27)を介して平行回転軸(51)に伝達される。前記平行回転軸(51)の回転は平行回転軸装着スパーギヤ(52)、シャフト装着スパーギヤ(53)を介して前記スクリューシャフト(25)に伝達される。
スクリューシャフト(25)に螺合するナットが設けられた移動可能な部材であるテーブル(17)は、前記スクリューシャフト(25)の回転時に前記スクリューシャフト(25)の軸方向に移動する。
前記構成要件(A01)〜(A03),(A04′),(A05′),(A08′),(A09),(A010)を備えた第2発明のテーブル移動装置では、テーブル支持部材(10)は、スクリューシャフト(25)を回転可能に支持し且つテーブル(17)を前記スクリューシャフト(25)の軸方向に移動可能に支持する。
回転駆動装置により回転駆動される駆動軸(31)の回転は、入力側ユニバーサルジョイント(29)に連結された伸縮可能な伸縮ロッド(28)に伝達される。前記伸縮ロッド(28)の回転は、出力側ユニバーサルジョイント(27)を介して平行回転軸(51)に伝達される。前記平行回転軸(51)の回転は平行回転軸装着スパーギヤ(52)、シャフト装着スパーギヤ(53)を介して前記スクリューシャフト(25)に伝達される。
スクリューシャフト(25)に螺合するナットが設けられた移動可能な部材であるテーブル(17)は、前記スクリューシャフト(25)の回転時に前記スクリューシャフト(25)の軸方向に移動する。
前記駆動軸(31)の回転が前記入力側ユニバーサルジョイント(29)、伸縮ロッド(28)および出力側ユニバーサルジョイント(27)を介して前記平行回転軸(51)に伝達される際、入力側ユニバーサルジョイント(29)および出力側ユニバーサルジョイント(27)の回転時の摩擦抵抗や、伸縮ロッド(28)の伸縮時の摩擦抵抗等により、平行回転軸(51)には平行回転軸(51)をその軸方向に移動させる周期的な力や、出力側ユニバーサルジョイント(27)との連結側端部を湾曲させるような力等が作用する。このとき、平行回転軸(51)およびそれに装着された平行回転軸装着スパーギヤ(52)は平行回転軸(51)の軸方向に周期的に移動したり、平行回転軸(51)の前記出力側ユニバーサルジョイント(27)との連結側端部が湾曲したりすることがある。
前記平行回転軸(51)およびそれに装着された平行回転軸装着スパーギヤ(52)が軸方向に往復移動しても、前記平行回転軸装着スパーギヤ(52)とそれに噛み合うシャフト装着スパーギヤ(53)とは共にスパーギヤであるため、前記シャフト装着スパーギヤ(53)およびそれが装着されたスクリューシャフト(25)には軸方向の力はほとんど作用しない。
したがって、前記テーブル(17)を移動させるためのスクリューシャフト(25)に回転力を伝達する際、前記スクリューシャフト(25)に軸方向の力や撓みを生じさせる力が作用するのを防止することができる。
前記平行回転軸(51)およびそれに装着された平行回転軸装着スパーギヤ(52)が軸方向に往復移動しても、前記平行回転軸装着スパーギヤ(52)とそれに噛み合うシャフト装着スパーギヤ(53)とは共にスパーギヤであるため、前記シャフト装着スパーギヤ(53)およびそれが装着されたスクリューシャフト(25)には軸方向の力はほとんど作用しない。
したがって、前記テーブル(17)を移動させるためのスクリューシャフト(25)に回転力を伝達する際、前記スクリューシャフト(25)に軸方向の力や撓みを生じさせる力が作用するのを防止することができる。
(発明の形態1)
発明の形態1のテーブル移動装置は、前記第1発明または第2発明において、次の構成要件(A011)を備えたことを特徴とする。
(A011)前記シャフト装着スパーギヤ(53,63)の前記スクリューシャフト(25,37)の軸方向の両側に配置された一対のアンギュラベアリング(26,35)によって回転可能に支持された前記スクリューシャフト(25,37)。
発明の形態1のテーブル移動装置は、前記第1発明または第2発明において、次の構成要件(A011)を備えたことを特徴とする。
(A011)前記シャフト装着スパーギヤ(53,63)の前記スクリューシャフト(25,37)の軸方向の両側に配置された一対のアンギュラベアリング(26,35)によって回転可能に支持された前記スクリューシャフト(25,37)。
(発明の形態1の作用)
前記構成要件(A011)を備えた発明の形態1のテーブル移動装置では、前記スクリューシャフト(25,37)は、前記シャフト装着スパーギヤ(53,63)の前記スクリューシャフト(25,37)の軸方向の両側に配置された一対のアンギュラベアリング(26,35)によって回転可能に支持されているので、シャフト装着スパーギヤ(53,63)がそれに噛み合う平行回転軸装着スパーギヤ(52,62)から接触方線方向の力を受けても、その力は、前記スクリューシャフト(25,37)の軸方向の両側に配置された一対のアンギュラベアリング(26,35)によって支持されるので、スクリューシャフト(25,37)に大きな曲げや歪みが発生することを防止できる。
前記構成要件(A011)を備えた発明の形態1のテーブル移動装置では、前記スクリューシャフト(25,37)は、前記シャフト装着スパーギヤ(53,63)の前記スクリューシャフト(25,37)の軸方向の両側に配置された一対のアンギュラベアリング(26,35)によって回転可能に支持されているので、シャフト装着スパーギヤ(53,63)がそれに噛み合う平行回転軸装着スパーギヤ(52,62)から接触方線方向の力を受けても、その力は、前記スクリューシャフト(25,37)の軸方向の両側に配置された一対のアンギュラベアリング(26,35)によって支持されるので、スクリューシャフト(25,37)に大きな曲げや歪みが発生することを防止できる。
(発明の形態2)
発明の形態2のテーブル移動装置は、前記発明の形態1において、次の構成要件(A012)を備えたことを特徴とする。
(A012)一対のアンギュラボールベアリングにより構成され且つ前記一対のアンギュラボールベアリングの各々の接触角を表す一対の中心線を延長したときの前記一対の中心線の交点が前記スパーギヤ(53,63)の中心部に配置されるように構成された前記一対のアンギュラベアリング(26,35)。
発明の形態2のテーブル移動装置は、前記発明の形態1において、次の構成要件(A012)を備えたことを特徴とする。
(A012)一対のアンギュラボールベアリングにより構成され且つ前記一対のアンギュラボールベアリングの各々の接触角を表す一対の中心線を延長したときの前記一対の中心線の交点が前記スパーギヤ(53,63)の中心部に配置されるように構成された前記一対のアンギュラベアリング(26,35)。
(発明の形態2の作用)
前記構成要件(A013)を備えた発明の形態2のテーブル移動装置では、前記一対のアンギュラベアリング(26,35)は一対のアンギュラボールベアリングにより構成されており、且つ前記一対のアンギュラボールベアリングの各々の接触角を表す一対の中心線を延長したときの前記一対の中心線の交点が前記スパーギヤ(53,63)の中心部に配置されるように構成されているので、シャフト装着スパーギヤ(53,63)がそれに噛み合う平行回転軸装着スパーギヤ(52,62)から接触方線方向の力を受けても、その力は前記シャフト装着スパーギヤ(53,63)の両側に配置された一対のアンギュラボールベアリングによって支持されるので、スクリューシャフト(25,37)に大きな曲げや歪みが発生することを防止できる。また、このような配置により、前記スクリューシャフト(25,37)の加工上の曲がりなどによってシャフトが触れ回るような動きをした際に前記アンギュラベアリング(26,35)にかかる応力を最小にすることが可能であり、前記スクリューシャフト(25,37)のなめらかな動きを実現する。また、中心に配置されたスパーギヤ(53,63)の姿勢変化を少なくする効果もある。
前記構成要件(A013)を備えた発明の形態2のテーブル移動装置では、前記一対のアンギュラベアリング(26,35)は一対のアンギュラボールベアリングにより構成されており、且つ前記一対のアンギュラボールベアリングの各々の接触角を表す一対の中心線を延長したときの前記一対の中心線の交点が前記スパーギヤ(53,63)の中心部に配置されるように構成されているので、シャフト装着スパーギヤ(53,63)がそれに噛み合う平行回転軸装着スパーギヤ(52,62)から接触方線方向の力を受けても、その力は前記シャフト装着スパーギヤ(53,63)の両側に配置された一対のアンギュラボールベアリングによって支持されるので、スクリューシャフト(25,37)に大きな曲げや歪みが発生することを防止できる。また、このような配置により、前記スクリューシャフト(25,37)の加工上の曲がりなどによってシャフトが触れ回るような動きをした際に前記アンギュラベアリング(26,35)にかかる応力を最小にすることが可能であり、前記スクリューシャフト(25,37)のなめらかな動きを実現する。また、中心に配置されたスパーギヤ(53,63)の姿勢変化を少なくする効果もある。
(第3発明)
第3発明の顕微作業装置は、前記第1発明、第2発明、発明の形態1または2のいずれか記載のテーブル移動装置と、前記テーブル移動装置のテーブル(18)上に設けられ且つ試料ホルダが着脱可能に装着されるホルダ装着部材(20)と、前記テーブル移動装置の周囲を囲むように配置され且つ内部を真空に保持する外壁(3+4)と、前記試料ホルダに保持された試料に対して顕微作業を行う装置とを備えたことを特徴とする。
(第3発明の作用)
前記構成を備えた第3発明の顕微作業装置では、前記第1発明、第2発明、発明の形態1または2のいずれか記載のテーブル移動装置のテーブル(18)上にホルダ装着部材(20)が設けられるので、前記試料ホルダに保持された試料に対して顕微作業を行う際に、前記テーブル(18)を移動させるためのスクリューシャフト(25,37)に回転力を伝達する際、前記スクリューシャフト(25,37)に軸方向の力や撓みを生じさせる力が作用するのを防止することができる。したがって、試料の位置決めを高精度に且つ容易に行うことができる。
第3発明の顕微作業装置は、前記第1発明、第2発明、発明の形態1または2のいずれか記載のテーブル移動装置と、前記テーブル移動装置のテーブル(18)上に設けられ且つ試料ホルダが着脱可能に装着されるホルダ装着部材(20)と、前記テーブル移動装置の周囲を囲むように配置され且つ内部を真空に保持する外壁(3+4)と、前記試料ホルダに保持された試料に対して顕微作業を行う装置とを備えたことを特徴とする。
(第3発明の作用)
前記構成を備えた第3発明の顕微作業装置では、前記第1発明、第2発明、発明の形態1または2のいずれか記載のテーブル移動装置のテーブル(18)上にホルダ装着部材(20)が設けられるので、前記試料ホルダに保持された試料に対して顕微作業を行う際に、前記テーブル(18)を移動させるためのスクリューシャフト(25,37)に回転力を伝達する際、前記スクリューシャフト(25,37)に軸方向の力や撓みを生じさせる力が作用するのを防止することができる。したがって、試料の位置決めを高精度に且つ容易に行うことができる。
前述の本発明は、次の効果を奏する。
(E01)テーブルを移動させるためのスクリューシャフトに回転力を伝達する際、前記スクリューシャフトに軸方向の力や撓みを生じさせる力が作用するのを防止することができる。
(E01)テーブルを移動させるためのスクリューシャフトに回転力を伝達する際、前記スクリューシャフトに軸方向の力や撓みを生じさせる力が作用するのを防止することができる。
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態のテーブル移動装置の具体例(実施例)を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
図1は本発明のテーブル移動装置を備えた電子顕微鏡(顕微作業装置)の説明図である。
図2は前記図1の要部平断面図である。
図3は前記図1の要部側面図であり、図2のIII−III線断面図である。
図4は前記図1の要部拡大図であり、Yテーブル移動装置の説明図である。
図5は前記図1の要部拡大図であり、Xテーブル移動装置の説明図である。
なお、この実施例1の説明において、前記図7、図8で説明した従来技術の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図1〜図5に示す実施例1のテーブル移動装置は、下記の点で前記図7、図8に示す従来のテーブル移動装置と相違しているが、他の点では前記前記従来のテーブル移動装置と同様に構成されている。
図2は前記図1の要部平断面図である。
図3は前記図1の要部側面図であり、図2のIII−III線断面図である。
図4は前記図1の要部拡大図であり、Yテーブル移動装置の説明図である。
図5は前記図1の要部拡大図であり、Xテーブル移動装置の説明図である。
なお、この実施例1の説明において、前記図7、図8で説明した従来技術の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図1〜図5に示す実施例1のテーブル移動装置は、下記の点で前記図7、図8に示す従来のテーブル移動装置と相違しているが、他の点では前記前記従来のテーブル移動装置と同様に構成されている。
前記図7Bに示す従来のYテーブル移動装置では、図示しないY軸駆動モータMyの出力軸31の回転は、ユニバーサルジョイント29、回転力伝達用の伸縮ロッド28、ユニバーサルジョイント27を介してY軸スクリューシャフト25に伝達されるように構成されているが、実施例1のYテーブル移動装置では図4に示すように、Y軸スクリューシャフト25と平行な平行回転軸51が設けられており、出力軸31の回転は、ユニバーサルジョイント29、回転力伝達用の伸縮ロッド28、ユニバーサルジョイント27を介して平行回転軸51に伝達され、前記平行回転軸51の回転は前記平行回転軸51に装着された平行回転軸装着スパーギヤ52からY軸スクリューシャフト25に装着されたシャフト装着スパーギヤ53に伝達されるように構成されている。
前記平行回転軸51は、前記スクリューシャフト支持部15に固定された第1ベアリング支持部材56の下端部に装着された一対のベアリング57により回転可能に支持されている。前記平行回転軸51の右端は前記ユニバーサルジョイント27の平行軸連結部材27a′に連結されている。前記平行回転軸51の左端部には前記平行回転軸装着スパーギヤ52が装着されている。
前記スクリューシャフト支持部15に固定された第1ベアリング支持部材56の左端面には、第2ベアリング支持部材58が固定されており、前記第1ベアリング支持部材56および第2ベアリング支持部材58にはそれぞれ対向する位置にアンギュラボールベアリング26および26が装着されている。前記アンギュラボールベアリング26および26により前記Y軸スクリューシャフト25が回転可能に支持されている。また、Y軸スクリューシャフト25には、前記アンギュラボールベアリング26および26の間に、前記シャフト装着スパーギヤ53が装着されている。
前記スクリューシャフト支持部15に固定された第1ベアリング支持部材56の左端面には、第2ベアリング支持部材58が固定されており、前記第1ベアリング支持部材56および第2ベアリング支持部材58にはそれぞれ対向する位置にアンギュラボールベアリング26および26が装着されている。前記アンギュラボールベアリング26および26により前記Y軸スクリューシャフト25が回転可能に支持されている。また、Y軸スクリューシャフト25には、前記アンギュラボールベアリング26および26の間に、前記シャフト装着スパーギヤ53が装着されている。
前記図8に示す従来のXテーブル移動装置では、X軸駆動モータMxの出力軸47の回転は、ユニバーサルジョイント46、回転力伝達用の伸縮ロッド44、ユニバーサルジョイント43、交差回転軸39、第2ベベルギヤ42、第1ベベルギヤ38を介してX軸スクリューシャフト37に伝達されるように構成されている。これに対して、実施例1のXテーブル移動装置では図5に示すように、X軸スクリューシャフト37と平行な平行回転軸61が設けられており、出力軸47の回転は、ユニバーサルジョイント46、回転力伝達用の伸縮ロッド44、ユニバーサルジョイント43、交差回転軸39、第2ベベルギヤ42、第1ベベルギヤ38′を介して平行回転軸61に伝達される。前記平行回転軸61の回転は前記平行回転軸61に装着された平行回転軸装着スパーギヤ62からX軸スクリューシャフト37に装着されたシャフト装着スパーギヤ63に伝達されるように構成されている。
前記平行回転軸61は、前記ブラケット34に装着された一対のベアリング64,64により回転可能に支持されている。前記平行回転軸61の前端部(X端部)には前記第1ベベルギヤ38′が装着されている。前記一対のベアリング64,64の間には前記平行回転軸装着スパーギヤ62が装着されている。
前記X軸スクリューシャフト37を回転可能に支持する一対のアンギュラボールベアリング35,35はY軸方向に間隔を置いて配置されている。前記X軸スクリューシャフト37には、前記一対のアンギュラボールベアリング35,35の間にシャフト装着スパーギヤが装着されている。
前記X軸スクリューシャフト37を回転可能に支持する一対のアンギュラボールベアリング35,35はY軸方向に間隔を置いて配置されている。前記X軸スクリューシャフト37には、前記一対のアンギュラボールベアリング35,35の間にシャフト装着スパーギヤが装着されている。
(実施例1の作用)
前記構成を備えた実施例1の図4に示すY軸テーブル移動装置では、Y軸駆動モータ(Y軸回転駆動装置)Myにより回転駆動される駆動軸31の回転は、入力側ユニバーサルジョイント29に連結された伸縮可能な伸縮ロッド28に伝達される。前記伸縮ロッド28の回転は、出力側ユニバーサルジョイント27を介して平行回転軸51に伝達される。前記平行回転軸51の回転は平行回転軸装着スパーギヤ52、シャフト装着スパーギヤ53を介して前記スクリューシャフト25に伝達される。
スクリューシャフト25に螺合するナット17aが設けられた移動可能なY軸テーブル17は、前記スクリューシャフト25の回転時に前記スクリューシャフト25の軸方向(Y軸方向)に移動する。
前記構成を備えた実施例1の図4に示すY軸テーブル移動装置では、Y軸駆動モータ(Y軸回転駆動装置)Myにより回転駆動される駆動軸31の回転は、入力側ユニバーサルジョイント29に連結された伸縮可能な伸縮ロッド28に伝達される。前記伸縮ロッド28の回転は、出力側ユニバーサルジョイント27を介して平行回転軸51に伝達される。前記平行回転軸51の回転は平行回転軸装着スパーギヤ52、シャフト装着スパーギヤ53を介して前記スクリューシャフト25に伝達される。
スクリューシャフト25に螺合するナット17aが設けられた移動可能なY軸テーブル17は、前記スクリューシャフト25の回転時に前記スクリューシャフト25の軸方向(Y軸方向)に移動する。
前記駆動軸31の回転が前記入力側ユニバーサルジョイント29、伸縮ロッド28および出力側ユニバーサルジョイント27を介して平行回転軸51に伝達される際、入力側ユニバーサルジョイント29および出力側ユニバーサルジョイント27の回転時の摩擦抵抗や、伸縮ロッド28の伸縮時の摩擦抵抗等により、平行回転軸51には平行回転軸51をその軸方向に移動させる周期的な力や、出力側ユニバーサルジョイント27との連結側端部を湾曲させるような力等が作用する。このとき、平行回転軸51およびそれに装着された平行回転軸装着スパーギヤ52は平行回転軸51の軸方向に周期的に移動したり、平行回転軸51の前記出力側ユニバーサルジョイント27との連結側端部が湾曲したりすることがある。
前記平行回転軸51およびそれに装着された平行回転軸装着スパーギヤ52が軸方向に往復移動しても、前記平行回転軸装着スパーギヤ52とそれに噛み合うシャフト装着スパーギヤ53とは共にスパーギヤであるため互いに軸方向に相対移動可能である。このため、前記シャフト装着スパーギヤ53およびそれが装着されたスクリューシャフト25には軸方向の力はほとんど作用しない。
したがって、前記テーブル17を移動させるためのスクリューシャフト25に回転力を伝達する際、前記スクリューシャフト25に軸方向の力や撓みを生じさせる力が作用するのを防止することができる。
前記平行回転軸51およびそれに装着された平行回転軸装着スパーギヤ52が軸方向に往復移動しても、前記平行回転軸装着スパーギヤ52とそれに噛み合うシャフト装着スパーギヤ53とは共にスパーギヤであるため互いに軸方向に相対移動可能である。このため、前記シャフト装着スパーギヤ53およびそれが装着されたスクリューシャフト25には軸方向の力はほとんど作用しない。
したがって、前記テーブル17を移動させるためのスクリューシャフト25に回転力を伝達する際、前記スクリューシャフト25に軸方向の力や撓みを生じさせる力が作用するのを防止することができる。
前記スクリューシャフト25は、前記シャフト装着スパーギヤ53の前記スクリューシャフト25の軸方向の両側に配置された一対のアンギュラベアリング26,26によって回転可能に支持されているので、シャフト装着スパーギヤ53がそれに噛み合う平行回転軸装着スパーギヤ52から接触方線方向の力を受けても、その力は、前記シャフト装着スパーギヤ53両側に配置された一対のアンギュラベアリング26,26によって支持される。
前記一対のアンギュラベアリング26,26は一対のアンギュラボールベアリングにより構成されており、且つ前記一対のアンギュラボールベアリングの各々の接触角を表す一対の中心線を延長したときの前記一対の中心線の交点が前記スパーギヤ53の中心部に配置されるように構成されているので、シャフト装着スパーギヤ53がそれに噛み合う平行回転軸装着スパーギヤ52から接触方線方向の力を受けても、その力は前記スパーギヤ53の両側に配置された一対のアンギュラボールベアリングによって支持されるので、スクリューシャフト(25,37)に大きな曲げや歪みが発生することを防止できる。また、このような配置により、前記スクリューシャフト(25,37)の加工上の曲がりなどによってシャフトが触れ回るような動きをした際に前記アンギュラベアリング(26,35)にかかる応力を最小にすることが可能であり、前記スクリューシャフト(25,37)のなめらかな動きを実現する。また、中心に配置されたスパーギヤ(53,63)の姿勢変化を少なくする効果もある。
すなわち、本発明の実施例1のY軸テーブル移動装置では、前記Y軸駆動モータMyの出力軸31の回転力を前記スクリューシャフト25に伝達する際、前記スクリューシャフト25に軸方向の力や撓みを生じさせる力が作用するのを防止することができる。
前記一対のアンギュラベアリング26,26は一対のアンギュラボールベアリングにより構成されており、且つ前記一対のアンギュラボールベアリングの各々の接触角を表す一対の中心線を延長したときの前記一対の中心線の交点が前記スパーギヤ53の中心部に配置されるように構成されているので、シャフト装着スパーギヤ53がそれに噛み合う平行回転軸装着スパーギヤ52から接触方線方向の力を受けても、その力は前記スパーギヤ53の両側に配置された一対のアンギュラボールベアリングによって支持されるので、スクリューシャフト(25,37)に大きな曲げや歪みが発生することを防止できる。また、このような配置により、前記スクリューシャフト(25,37)の加工上の曲がりなどによってシャフトが触れ回るような動きをした際に前記アンギュラベアリング(26,35)にかかる応力を最小にすることが可能であり、前記スクリューシャフト(25,37)のなめらかな動きを実現する。また、中心に配置されたスパーギヤ(53,63)の姿勢変化を少なくする効果もある。
すなわち、本発明の実施例1のY軸テーブル移動装置では、前記Y軸駆動モータMyの出力軸31の回転力を前記スクリューシャフト25に伝達する際、前記スクリューシャフト25に軸方向の力や撓みを生じさせる力が作用するのを防止することができる。
前記構成を備えた実施例1の図5に示すX軸テーブル移動装置では、テーブル支持部材としてのY軸テーブル17は、ブラケット34を介してスクリューシャフト37を回転可能に支持し且つナット18aと一体的に移動するX軸テーブル18を前記スクリューシャフト37の軸方向(X軸方向)に移動可能に支持する。
図示しないX軸駆動モータ(X軸回転駆動装置)により回転駆動される駆動軸47の回転は、入力側ユニバーサルジョイント46に連結された伸縮可能な伸縮ロッド44に伝達される。前記伸縮ロッド44の回転は、出力側ユニバーサルジョイント43を介して平行回転軸61と交差する交差回転軸(39)に伝達される。
前記交差回転軸39の回転は第2ベベルギヤ42および第1ベベルギヤ38´を介して、平行回転軸61に伝達される。前記平行回転軸61の回転は平行回転軸装着スパーギヤ62、シャフト装着スパーギヤ63を介して前記スクリューシャフト37に伝達される。
スクリューシャフト37に螺合するナット18aと一体的に移動可能な部材であるX軸テーブル18は、前記スクリューシャフト37の回転時に前記ナット18aとともに前記スクリューシャフト37の軸方向(X軸方向)に移動する。
図示しないX軸駆動モータ(X軸回転駆動装置)により回転駆動される駆動軸47の回転は、入力側ユニバーサルジョイント46に連結された伸縮可能な伸縮ロッド44に伝達される。前記伸縮ロッド44の回転は、出力側ユニバーサルジョイント43を介して平行回転軸61と交差する交差回転軸(39)に伝達される。
前記交差回転軸39の回転は第2ベベルギヤ42および第1ベベルギヤ38´を介して、平行回転軸61に伝達される。前記平行回転軸61の回転は平行回転軸装着スパーギヤ62、シャフト装着スパーギヤ63を介して前記スクリューシャフト37に伝達される。
スクリューシャフト37に螺合するナット18aと一体的に移動可能な部材であるX軸テーブル18は、前記スクリューシャフト37の回転時に前記ナット18aとともに前記スクリューシャフト37の軸方向(X軸方向)に移動する。
前記駆動軸47の回転が前記入力側ユニバーサルジョイント46、伸縮ロッド44および出力側ユニバーサルジョイント43を介して前記交差回転軸39に伝達される際、入力側ユニバーサルジョイント46および出力側ユニバーサルジョイント43の回転時の摩擦抵抗や、伸縮ロッド44の伸縮時の摩擦抵抗等により、交差回転軸39には交差回転軸39をその軸方向に移動させる周期的な力や、出力側ユニバーサルジョイント43との連結側端部を湾曲させるような力等が作用する。このとき、交差回転軸39およびそれに装着された第2べベルギヤ42は交差回転軸39の軸方向に周期的に移動したり、交差回転軸39の前記出力側ユニバーサルジョイント43との連結側端部が湾曲したりする。このような場合、前記第2ベベルギヤ42と噛み合う第1ベベルギヤ38´および前記第1ベベルギヤ38´が装着された平行回転軸61には、軸方向に周期的な力が作用して周期的な往復移動が生じたり、前記第1ベベルギヤ38´が装着された部分を湾曲させるような力が作用したりする。
前記平行回転軸61およびそれに装着された平行回転軸装着スパーギヤ62が軸方向に往復移動しても、前記平行回転軸装着スパーギヤ62とそれに噛み合うシャフト装着スパーギヤ63とは共にスパーギヤであるため互いに軸方向に相対移動可能である。このため、前記シャフト装着スパーギヤ63およびそれが装着されたスクリューシャフト37には軸方向の力はほとんど作用しない。
したがって、前記X軸テーブル18を移動させるためにスクリューシャフト37に回転力を伝達する際、前記スクリューシャフト37に軸方向の力や撓みを生じさせる力が作用するのを防止することができる。
前記平行回転軸61およびそれに装着された平行回転軸装着スパーギヤ62が軸方向に往復移動しても、前記平行回転軸装着スパーギヤ62とそれに噛み合うシャフト装着スパーギヤ63とは共にスパーギヤであるため互いに軸方向に相対移動可能である。このため、前記シャフト装着スパーギヤ63およびそれが装着されたスクリューシャフト37には軸方向の力はほとんど作用しない。
したがって、前記X軸テーブル18を移動させるためにスクリューシャフト37に回転力を伝達する際、前記スクリューシャフト37に軸方向の力や撓みを生じさせる力が作用するのを防止することができる。
前記スクリューシャフト37は、前記シャフト装着スパーギヤ63の前記スクリューシャフト37の軸方向の両側に配置された一対のアンギュラベアリング35,35によって回転可能に支持されているので、シャフト装着スパーギヤ63がそれに噛み合う平行回転軸装着スパーギヤ62から接触方線方向の力を受けても、その力は、前記スクリューシャフト37の軸方向の両側に配置された一対のアンギュラベアリング35,35によって支持される。
前記一対のアンギュラベアリング35,35は一対のアンギュラボールベアリングにより構成されており、且つ前記一対のアンギュラボールベアリングの各々の接触角を表す一対の中心線を延長したときの前記一対の中心線の交点が前記スパーギヤ63,63の中心部に配置されるように構成されているので、シャフト装着スパーギヤ63,63がそれに噛み合う平行回転軸装着スパーギヤ62から接触方線方向の力を受けても、その力は前記シャフト装着スパーギヤ63,63の軸方向の両側に配置された一対のアンギュラボールベアリングによって支持されるので、スクリューシャフト37に大きな曲げや歪みが発生することを防止できる。また、このような配置により、前記スクリューシャフト(25,37)の加工上の曲がりなどによってシャフトが触れ回るような動きをした際に前記アンギュラベアリング(26,35)にかかる応力を最小にすることが可能であり、前記スクリューシャフト(25,37)のなめらかな動きを実現する。また、中心に配置されたスパーギヤ(53,63)の姿勢変化を少なくする効果もある。
前記一対のアンギュラベアリング35,35は一対のアンギュラボールベアリングにより構成されており、且つ前記一対のアンギュラボールベアリングの各々の接触角を表す一対の中心線を延長したときの前記一対の中心線の交点が前記スパーギヤ63,63の中心部に配置されるように構成されているので、シャフト装着スパーギヤ63,63がそれに噛み合う平行回転軸装着スパーギヤ62から接触方線方向の力を受けても、その力は前記シャフト装着スパーギヤ63,63の軸方向の両側に配置された一対のアンギュラボールベアリングによって支持されるので、スクリューシャフト37に大きな曲げや歪みが発生することを防止できる。また、このような配置により、前記スクリューシャフト(25,37)の加工上の曲がりなどによってシャフトが触れ回るような動きをした際に前記アンギュラベアリング(26,35)にかかる応力を最小にすることが可能であり、前記スクリューシャフト(25,37)のなめらかな動きを実現する。また、中心に配置されたスパーギヤ(53,63)の姿勢変化を少なくする効果もある。
図6は本発明の実施例2のテーブル移動装置の説明図である。
図6に示す実施例2のテーブル移動装置はX軸テーブル移動装置である。
なお、この実施例2の説明において、前記図5で説明した実施例1のX軸テーブル移動装置の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図6に示す実施例2のテーブル移動装置は、下記の点で前記図5に示す実施例1のX軸テーブル移動装置と相違しているが、他の点では前記実施例1のX軸テーブル移動装置と同様に構成されている。
図6に示す実施例2のテーブル移動装置はX軸テーブル移動装置である。
なお、この実施例2の説明において、前記図5で説明した実施例1のX軸テーブル移動装置の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図6に示す実施例2のテーブル移動装置は、下記の点で前記図5に示す実施例1のX軸テーブル移動装置と相違しているが、他の点では前記実施例1のX軸テーブル移動装置と同様に構成されている。
前記図5に示す実施例1のXテーブル移動装置では、駆動軸47の回転が前記入力側ユニバーサルジョイント46、伸縮ロッド44および出力側ユニバーサルジョイント43を介して前記交差回転軸39に伝達されるように構成されていた。また、前記部材5に示す実施例1ではブラケット34がY軸テーブル17に支持されていたので、前記交差回転軸39がその軸方向(Y軸方向)に周期的に変動する力を受けた場合に、Y軸ステージ17にはY軸方向に周期的に変動する力が作用する。この場合、X軸テーブル駆動時にホルダ装着部材20にY軸方向の偏差が生じる可能性がある。
前記図5に示す実施例1のXテーブル移動装置に対して、図6の実施例2では、駆動軸47の回転が前記入力側ユニバーサルジョイント46、伸縮ロッド44、出力側ユニバーサルジョイント43、および伸縮ロッド71を介して前記交差回転軸39に伝達されるように構成されている。
すなわち、前記実施例1では出力側ユニバーサルジョイント43が直接交差回転軸39に連結されていたのに対し、本実施例2では、出力側ユニバーサルジョイント43が伸縮軸71を介して交差回転軸39に連結されている。
また、図6において、前記伸縮軸71は直線上に配置された伸縮軸左側部分71aと伸縮軸右側部分71bとを有しており、前記伸縮軸左側部分71aと伸縮軸右側部分71bとはY軸方向に互いにスライド可能且つ軸回りに相対回転不能に連結されている。
前記伸縮軸右側部分71bはラジアルベアリング72により回転可能に支持されており、前記ラジアルベアリング72を支持するベアリング支持部材73は、前記傾斜テーブル10の傾斜アーム12にブラケット12aを介して支持されている。
すなわち、前記実施例1では出力側ユニバーサルジョイント43が直接交差回転軸39に連結されていたのに対し、本実施例2では、出力側ユニバーサルジョイント43が伸縮軸71を介して交差回転軸39に連結されている。
また、図6において、前記伸縮軸71は直線上に配置された伸縮軸左側部分71aと伸縮軸右側部分71bとを有しており、前記伸縮軸左側部分71aと伸縮軸右側部分71bとはY軸方向に互いにスライド可能且つ軸回りに相対回転不能に連結されている。
前記伸縮軸右側部分71bはラジアルベアリング72により回転可能に支持されており、前記ラジアルベアリング72を支持するベアリング支持部材73は、前記傾斜テーブル10の傾斜アーム12にブラケット12aを介して支持されている。
(実施例2の作用)
前記図6の構成を備えた実施例2のX軸テーブル移動装置では、駆動軸47の回転が前記入力側ユニバーサルジョイント46、伸縮ロッド44、出力側ユニバーサルジョイント43、および伸縮ロッド71を介して前記交差回転軸39に伝達される。
前記駆動軸47の回転が前記入力側ユニバーサルジョイント46、伸縮ロッド44、出力側ユニバーサルジョイント43を介して伸縮軸71に伝達される際、入力側ユニバーサルジョイント46および出力側ユニバーサルジョイント43の回転時の摩擦抵抗や、伸縮ロッド44の伸縮時の摩擦抵抗等により、伸縮軸71には伸縮軸71をその軸方向に移動させる周期的な力や、出力側ユニバーサルジョイント43との連結側端部を湾曲させるような力等が作用する。
前記伸縮軸71をその軸方向に移動させる周期的な力のうちで、一部の力は前記伸縮軸71の伸縮により吸収され、残りの力はラジアルベアリング72を介してベアリング支持部材73に伝達される。ベアリング支持部材73は傾斜テーブル10の傾斜アーム12にブラケット12aを介して支持されているので、前記ベアリング支持部材73に伝達された力によってY軸テーブル17がY軸方向に移動することを防止することができる。
また、Y軸方向に延びる伸縮ロッド71は伸縮するので、前記ブラケット34には前記伸縮ロッド71の軸方向に変動する力がほとんど作用しない。このため、X軸テーブル18の移動時に、Y軸テーブル17がY軸方向に移動する偏差の発生を防止することができる。
前記図6の構成を備えた実施例2のX軸テーブル移動装置では、駆動軸47の回転が前記入力側ユニバーサルジョイント46、伸縮ロッド44、出力側ユニバーサルジョイント43、および伸縮ロッド71を介して前記交差回転軸39に伝達される。
前記駆動軸47の回転が前記入力側ユニバーサルジョイント46、伸縮ロッド44、出力側ユニバーサルジョイント43を介して伸縮軸71に伝達される際、入力側ユニバーサルジョイント46および出力側ユニバーサルジョイント43の回転時の摩擦抵抗や、伸縮ロッド44の伸縮時の摩擦抵抗等により、伸縮軸71には伸縮軸71をその軸方向に移動させる周期的な力や、出力側ユニバーサルジョイント43との連結側端部を湾曲させるような力等が作用する。
前記伸縮軸71をその軸方向に移動させる周期的な力のうちで、一部の力は前記伸縮軸71の伸縮により吸収され、残りの力はラジアルベアリング72を介してベアリング支持部材73に伝達される。ベアリング支持部材73は傾斜テーブル10の傾斜アーム12にブラケット12aを介して支持されているので、前記ベアリング支持部材73に伝達された力によってY軸テーブル17がY軸方向に移動することを防止することができる。
また、Y軸方向に延びる伸縮ロッド71は伸縮するので、前記ブラケット34には前記伸縮ロッド71の軸方向に変動する力がほとんど作用しない。このため、X軸テーブル18の移動時に、Y軸テーブル17がY軸方向に移動する偏差の発生を防止することができる。
また、前記伸縮軸右側部分を回転可能に支持するラジアルベアリング72は前記出力側ユニバーサルジョイント43に近接した位置に配置されるので、伸縮ロッド右側部分71bの前記出力側ユニバーサルジョイント43との連結側端部を湾曲させるような力が作用しても、大きな湾曲が発生しない。また、前記伸縮ロッド右側部分71bの湾曲の影響は伸縮ロッド左側部分71aの左端(−Y端)に連結される前記交差回転軸39にはほとんど伝達されない。
前記交差回転軸39にはその軸方向(Y軸方向)に変動する力がほとんど作用しないので、それに装着された第2べベルギヤ42は、交差回転軸39の軸方向に周期的に移動することが防止され、且つ、交差回転軸39の前記伸縮軸71との連結側端部が湾曲することも防止される。
このような場合、前記第2ベベルギヤ42と噛み合う第1ベベルギヤ38´および前記第1ベベルギヤ38´が装着された平行回転軸61に、軸方向(X軸方向)に周期的な力が作用することが防止される。また、平行回転軸61の前記第1ベベルギヤ38´が装着された部分に、その部分を湾曲させるような力が作用することが防止される。
このような場合、前記第2ベベルギヤ42と噛み合う第1ベベルギヤ38´および前記第1ベベルギヤ38´が装着された平行回転軸61に、軸方向(X軸方向)に周期的な力が作用することが防止される。また、平行回転軸61の前記第1ベベルギヤ38´が装着された部分に、その部分を湾曲させるような力が作用することが防止される。
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
(H01)本発明は走査型電子顕微鏡以外の電子顕微鏡や、顕微鏡を使用しなければ作業状態を確認できないような細かい精密作業を行う装置等の種々の装置(顕微作業装置)に適用可能である。
(H01)本発明は走査型電子顕微鏡以外の電子顕微鏡や、顕微鏡を使用しなければ作業状態を確認できないような細かい精密作業を行う装置等の種々の装置(顕微作業装置)に適用可能である。
10…テーブル支持部材(Y軸テーブル支持部材;傾斜テーブル)、
17…テーブル(Y軸テーブル;X軸テーブル支持部材)、
18…テーブル(X軸テーブル)、
25…スクリューシャフト(Y軸スクリューシャフト)、
26…アンギュラベアリング、
27…出力側ユニバーサルジョイント、
28…伸縮ロッド、
29…入力側ユニバーサルジョイント、
31…駆動軸、
35…アンギュラベアリング、
37…スクリューシャフト(X軸スクリューシャフト)
38´…第1ベベルギヤ、
39…交差回転軸、
42…第2ベベルギヤ、
43…出力側ユニバーサルジョイント、
44…伸縮ロッド、
46…入力側ユニバーサルジョイント、
47…駆動軸、
51…平行回転軸、
52…平行回転軸装着スパーギヤ、
53…シャフト装着スパーギヤ、
61…平行回転軸、
62…平行回転軸装着スパーギヤ、
63…シャフト装着スパーギヤ、
17…テーブル(Y軸テーブル;X軸テーブル支持部材)、
18…テーブル(X軸テーブル)、
25…スクリューシャフト(Y軸スクリューシャフト)、
26…アンギュラベアリング、
27…出力側ユニバーサルジョイント、
28…伸縮ロッド、
29…入力側ユニバーサルジョイント、
31…駆動軸、
35…アンギュラベアリング、
37…スクリューシャフト(X軸スクリューシャフト)
38´…第1ベベルギヤ、
39…交差回転軸、
42…第2ベベルギヤ、
43…出力側ユニバーサルジョイント、
44…伸縮ロッド、
46…入力側ユニバーサルジョイント、
47…駆動軸、
51…平行回転軸、
52…平行回転軸装着スパーギヤ、
53…シャフト装着スパーギヤ、
61…平行回転軸、
62…平行回転軸装着スパーギヤ、
63…シャフト装着スパーギヤ、
Claims (5)
- 次の構成要件(A01)〜(A010)を備えたことを特徴とするテーブル移動装置、
(A01)スクリューシャフトに螺合するナットが設けられた移動可能な部材であるテーブル、
(A02)前記スクリューシャフトを回転可能に支持し且つ前記テーブルを前記スクリューシャフトの軸方向に移動可能に支持するテーブル支持部材、
(A03)前記スクリューシャフトに一体的に装着されたシャフト装着スパーギヤ、
(A04)前記テーブル支持部材に回転可能に支持され且つ前記スクリューシャフトに平行な平行回転軸および前記平行回転軸に交差する交差回転軸、
(A05)前記平行回転軸に一体的に装着され且つ前記シャフト装着スパーギヤと噛み合う平行回転軸装着スパーギヤ、
(A06)前記平行回転軸に一体的に装着された第1ベベルギヤ、
(A07)前記交差回転軸に一体的に装着された第2ベベルギヤ、
(A08)前記交差回転軸と伸縮可能な伸縮ロッドの一端部である出力端部とを連結する出力側ユニバーサルジョイント、
(A09)前記伸縮ロッドの他端部である入力端部と回転駆動される駆動軸の一端部と連結する入力側ユニバーサルジョイント、
(A010)前記駆動軸を回転駆動する回転駆動装置。 - 次の構成要件(A01)〜(A03),(A04′),(A05′),(A08′),(A09),(A010)を備えたことを特徴とするテーブル移動装置、
(A01)スクリューシャフトに螺合するナットが設けられた移動可能な部材であるテーブル、
(A02)前記スクリューシャフトを回転可能に支持し且つ前記テーブルを前記スクリューシャフトの軸方向に移動可能に支持するテーブル支持部材、
(A03)前記スクリューシャフトに一体的に装着されたシャフト装着スパーギヤ、
(A04′)前記テーブル支持部材に回転可能に支持され且つ前記スクリューシャフトに平行な平行回転軸、
(A05′)前記平行回転軸に一体的に装着され且つ前記シャフト装着スパーギヤと噛み合う平行回転軸装着スパーギヤ、
(A08′)前記平行回転軸と伸縮可能な伸縮ロッドの一端部である出力端部とを連結する出力側ユニバーサルジョイント、
(A09)前記伸縮ロッドの他端部である入力端部と回転駆動される駆動軸の一端部と連結する入力側ユニバーサルジョイント、
(A010)前記駆動軸を回転駆動する回転駆動装置。 - 次の構成要件(A011)を備えたことを特徴とする請求項1または2記載のテーブル移動装置、
(A011)前記シャフト装着スパーギヤの前記スクリューシャフトの軸方向の両側に配置された一対のアンギュラベアリングによって回転可能に支持された前記スクリューシャフト。 - 次の構成要件(A012)を備えたことを特徴とする請求項3記載のテーブル移動装置、
(A012)一対のアンギュラボールベアリングにより構成され且つ前記一対のアンギュラボールベアリングの各々の接触角を表す一対の中心線を延長したときの前記一対の中心線の交点が前記スパーギヤの中心部に配置されるように構成された前記一対のアンギュラベアリング。 - 前記請求項1ないし4のいずれか記載のテーブル移動装置と、前記テーブル移動装置のテーブル上に設けられ且つ試料ホルダが着脱可能に装着されるホルダ装着部材と、前記テーブル移動装置の周囲を囲むように配置され且つ内部を真空に保持する外壁と、前記試料ホルダに保持された試料に対して顕微作業を行う装置とを備えた顕微作業装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004003482A JP2005197136A (ja) | 2004-01-08 | 2004-01-08 | テーブル移動装置および前記テーブル移動装置を備えた顕微作業装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004003482A JP2005197136A (ja) | 2004-01-08 | 2004-01-08 | テーブル移動装置および前記テーブル移動装置を備えた顕微作業装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005197136A true JP2005197136A (ja) | 2005-07-21 |
Family
ID=34818372
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004003482A Withdrawn JP2005197136A (ja) | 2004-01-08 | 2004-01-08 | テーブル移動装置および前記テーブル移動装置を備えた顕微作業装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005197136A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016088249A1 (ja) * | 2014-12-05 | 2016-06-09 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置及び荷電粒子線装置による観察方法 |
-
2004
- 2004-01-08 JP JP2004003482A patent/JP2005197136A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2016088249A1 (ja) * | 2014-12-05 | 2016-06-09 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置及び荷電粒子線装置による観察方法 |
JPWO2016088249A1 (ja) * | 2014-12-05 | 2017-09-21 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置及び荷電粒子線装置による観察方法 |
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