JP2010019768A - 複合アリ溝摺動ステージ - Google Patents

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Abstract

【課題】複合機能を有しつつコンパクトで操作性が高く使用時の使い勝手がよい複合アリ溝摺動ステージを提供する。
【解決手段】第1アリ溝10を有する第1摺動部品4と、その一方の面に第1アリ溝10が嵌合される第1アリ9を有する固定部品5と、から構成され、第1ハンドル7の回転操作により第1摺動部品4を固定部品5に対して第1ハンドル7の軸と略直交する方向に摺動させる第1アリ溝摺動ユニット2と、第2アリ11を有する第2摺動部品6と、その他方の面に第2アリ11が嵌合される第2アリ溝12を有する固定部品5と、から構成され、第2ハンドル8の回転操作により第2摺動部品6を固定部品5に対して第2ハンドル8の軸方向に摺動させる第2アリ溝摺動ユニット3と、を備え、第1ハンドル7及び第2ハンドル8の回転軸17を共有させ、それらのハンドル7,8回転操作により精密機器を平面上の2軸方向に位置調整する。
【選択図】図1

Description

本発明は、アリ溝摺動ステージに係り、特に、アリ溝を有する部品と、アリを有する部品とを嵌合させてハンドル操作により摺動させ、取り付けられた精密機器の位置調整を行うアリ溝摺動ステージに関する。
例えば、CCDカメラやセンサなどの電機・電子機器、レンズや顕微鏡等の光学機器、LEDなどの照明機器といった精密機器は、その取り付けに際し、位置決めやピント合わせのために位置調整しなければならない。また、取り付け後において、さらにその位置を微調整する場合も発生する。
これらの精密機器は、一般的に「アリ溝摺動ステージ」と称される機械要素上に設置されて位置調整される。図6に、従来のアリ溝摺動ステージの一般的な構成を示す。アリ溝摺動ステージ100は、台形状のアリ溝102を有する固定部品105に対し、台形状のアリ101を有する摺動部品104が移動可能に嵌合される。この固定部品105は、固定用孔106を有するベース103を介して土台(図示せず)に固定される。また、摺動部品104は、精密機器取付け用孔107により精密機器(図示せず)に接続される。摺動部品104は、ハンドル109を回転させることにより図中の矢印の方向に移動する。そして、この移動量は、対となる目盛108により測定される。これは、アリ溝摺動ステージ100の内部に、ラックアンドピニオン(図示せず)、又は、送りねじ(図示せず)による駆動機構が組み込まれていることによる。これらの駆動機構により、ハンドル109の回転が、摺動部品104の水平方向への移動に変換される。このように、このタイプのアリ溝摺動ステージ100は、1方向へのスライド機構を備えたステージである。
アリ溝摺動ステージ100において、平面上の2軸方向へのスライド機構を同時に備えたアリ溝摺動ステージ100が要求される場合がある。この要求に応じるため、従来から、2つのアリ溝摺動ユニット100を連結したアリ溝摺動ステージが提供されている。
図7に、特許文献1に開示された汎用アリ溝摺動ステージの構成を示す。この汎用アリ溝摺動ステージ200は、第1ハンドル207により図の垂直方向に摺動する第1アリ溝摺動ユニット202と,第2ハンドル208により図中の左右方向(図中の矢印の方向)に摺動する第2アリ溝摺動ユニット203とから構成される。これにより、平面上の2軸方向へのスライド機構を同時に備える。また、第1アリ溝摺動ユニット202は、第1固定部品205及び第1摺動部品204から構成され、第2アリ溝摺動ユニット203は、第2固定部品305及び第2摺動部品206から構成される。これらの第1アリ溝摺動ユニット202及び第2アリ溝摺動ユニット203は、接着面208で締結具201及び接着剤により接合されている。そのために、第2アリ溝摺動ユニット203の第2固定部品305には締結具201用の孔が設けられ、第1アリ溝摺動ユニット202の第1摺動部品204には、締結具201用の締結孔209が設けられる。また、第1固定部品205と第1摺動部品204との摺動面には目盛板(図示せず)が取付けられ、第2固定部品305と第2摺動部品206との摺動面には目盛板210が取付けられる。
特開2008−8446号公報
特許文献1に開示された汎用アリ溝摺動ステージは、第1のアリ溝摺動ユニットが第1の固定部品及び第1の摺動部品から構成され、第2のアリ溝摺動ユニットが第2の固定部品及び第2の摺動部品から構成され、部品の点数が多いという問題がある。さらに、汎用アリ溝摺動ステージの第1のアリ溝摺動ユニットと第2のアリ溝摺動ユニットとは、相互の接着面において締結具及び接着剤により接合されるため、複雑な機構となるという問題がある。
また、汎用アリ溝摺動ステージは、平面上の2軸方向へのスライド機構を同時に備えるという複合機能を有するものの、1つのアリ溝摺動ステージにおいて、第1のハンドル及び第2のハンドルを独立して設けなければならない。このため、精密機器の位置調整を行う際に、異なる方向を向いた2つのハンドルを操作しなければならず、ハンドルの操作性が悪いという問題がある。
さらに、汎用アリ溝摺動ステージの第1のハンドル及び第2のハンドルは、それぞれ相互に略直交して設けられるため、使用時の使い勝手が悪いという問題がある。つまり、精密機器を取付ける際に、これらのハンドルが精密機器、或いは精密機器の周辺物に干渉する虞がある。
本願の目的は、かかる課題を解決し、複合機能を有しつつコンパクトで操作性が高く使用時の使い勝手がよい複合アリ溝摺動ステージを提供することである。
上記目的を達成するため、本発明に係る複合アリ溝摺動ステージは、アリ溝を有する第1の摺動部品と、その一方の面にアリ溝が嵌合されるアリを有する固定部品と、から構成され、固定部品に設けられた第1のハンドルの回転操作により第1の摺動部品を固定部品に対して第1のハンドルの軸と略直交する方向に摺動させる第1のアリ溝摺動ユニットと、アリを有する第2の摺動部品と、その他方の面にアリが嵌合されるアリ溝を有する前記固定部品と、から構成され、固定部品に設けられた第2のハンドルの回転操作により第2の摺動部品を固定部品に対して第2のハンドルの軸方向に摺動させる第2のアリ溝摺動ユニットと、を備え、第1のハンドル及び第2のハンドルの回転軸を共有させ、それらのハンドルの回転操作により、取り付けられた精密機器を平面上の2軸方向に位置調整することを特徴とする。
これにより、本発明に係る複合アリ溝摺動ステージは、第1の摺動部品、固定部品、及び第2の摺動部品の3つの部品から構成され、2つのアリ溝摺動ユニットを連結させる従来の汎用アリ溝摺動ステージに比べて部品点数が減少し、また、ユニット相互を接続することに伴う締結具や接着剤が省略できる。その結果、コンパクトな形状により取り付けられた精密機器を平面上の2軸方向に位置調整できる。また、第1のハンドルと第2のハンドルとの回転軸を共有させることにより、2つのハンドルの回転操作を1箇所で行うことができハンドルの操作性が向上する。また、ハンドルが取付けられた精密機械、或いは精密機器の周辺物に対してハンドルが干渉する度合いが減少し、アリ溝摺動ステージの操作性を向上させることができる。
また、複合アリ溝摺動ステージは、固定部品が内部に空洞を有し、第1のハンドルが内部に貫通孔を有する筒状をなし、第2のハンドルが、第1のハンドルの貫通孔から挿入されて固定部品内の空洞部分まで延長されることが好ましい。これにより、第1のハンドルと第2のハンドルとの回転軸を共有させることができる。
また、複合アリ溝摺動ステージは、第2のハンドルが、固定部品の内部の空洞部分において第2のハンドルの軸方向にねじ切りされたネジ部を有し、第2の摺動部品に接続されて内壁にねじが切られた筒状部品のネジ部と係合することが好ましい。また、複合アリ溝摺動ステージは、第1のハンドルが、第1のハンドルの回転に連動して回転し、第1の摺動部品に固定されたラックと係合するピニオンを有することが好ましい。これにより、回転軸が共有された2つのハンドルにより、取り付けられた精密機器を平面上の2軸方向に位置調整できる。
また、本複合アリ溝摺動ステージは、第1のアリ溝摺動ユニットが、第1の摺動部品において固定部品との嵌合面と反対側の面に接続用の第1のネジ孔を有し、第2のアリ溝摺動ユニットが、第2の摺動部品において前記固定部品との嵌合面と反対側の面に接続用の第2のネジ孔を有し、第1のネジ孔、又は第2のネジ孔には精密機械が取付けられることが好ましい。これにより、本アリ溝摺動ステージは、上下に反転自在に精密機械を取付けることができ、アリ溝摺動ステージの使用時の使い勝手を向上させることができる。
また、複合アリ溝摺動ステージは、第1のアリ溝摺動ユニットが、第1の摺動部品が固定部品に対して摺動する両側の面に第1の目盛板を取付けるネジ孔をそれぞれ有し、第2のアリ溝摺動ユニットが、第2の摺動部品が固定部品に対して摺動する両側の面に第2の目盛板を取付けるネジ孔をそれぞれ有することが好ましい。これにより、目盛板の取り付け位置を左右に付け替え自在とすることができ、アリ溝摺動ステージの使用時の使い勝手を向上させることができる。
また、複合アリ溝摺動ステージは、第1のアリ溝摺動ユニットが、第1の摺動部品が固定部品に対して摺動する両側の面に第1の摺動ストッパ用のネジ孔をそれぞれ有し、第2のアリ溝摺動ユニットが、第1の摺動部品が固定部品に対して摺動する両側の面に第2の摺動ストッパ用のネジ孔をそれぞれ有することが好ましい。これにより、摺動ストッパを左右に付け替え自在とすることができ、アリ溝摺動ステージの使用時の使い勝手を向上させることができる。
以上のように、本発明に係る複合アリ溝摺動ステージによれば、複合機能を有しつつコンパクトで操作性が高く使用時の使い勝手がよい複合アリ溝摺動ステージが可能となる。
以下に、図面を用いて本発明に係る複合アリ溝摺動ステージの実施の形態につき、詳細に説明する。
図1に、複合アリ溝摺動ステージの1つの実施形態の概略構成を示す。また、図2には、図1をA方向から見た側面を示し、図3には、図1をB方向から見た側面を示す。また、図4(a)には、図1をC方向から見た平面を示し、図4(b)には、図1をD方向から見た底面を示す。
複合アリ溝摺動ステージ1は、第1アリ溝摺動ユニット2及び第2アリ溝摺動ユニット3から構成される。また、第1アリ溝摺動ユニット2は、第1摺動部品4、固定部品5、及び第1ハンドル7から構成され、第2アリ溝摺動ユニット3は、第2摺動部品6、固定部品5、及び第2ハンドル8から構成される。ここに、固定部品5は、第1アリ溝摺動ユニット2と、第2アリ溝摺動ユニット3とで共有される。
図1に示すように、第1ハンドル7と第2ハンドル8との回転軸は共有されて一体となっている。このように、第1ハンドル7と第2ハンドル8とを1箇所で回転操作することができる。これにより、取り付けられた精密機器(図示せず)を平面上の2軸(図1のX軸及びY軸)方向に位置調整できる。
第1アリ溝摺動ユニット2では、第1摺動部品4に設けられた第1アリ溝10と、固定部品5に設けられた第1アリ9とが第1嵌合面18及び第1側部嵌合面28を形成して嵌合される。そして、第1ハンドル7を回転することで、固定部品5に対して第1摺動部品4がハンドル軸17と略直交する方向(図1のX軸方向)に摺動する。また、第2アリ溝摺動ユニット3では、第2摺動部品6に設けられた第2アリ11と、固定部品5に設けられた第2アリ溝12とが第2嵌合面19及び第2側部嵌合面29を形成して嵌合される。そして、第2ハンドル8を回転することで、固定部品5に対して第2摺動部品6がハンドル軸17の方向(図1のY軸方向)に摺動する。
図4(b)に示すように、第1摺動部品4は、固定部品5との第1嵌合面18と反対側の面である第1摺動部品外面30に、精密機器(図示せず)又は精密機器が搭載される土台(図示せず)を接続するための底面接続用ネジ孔13を有する。また、図4(a)に示すように、第2摺動部品6は、固定部品5との第2嵌合面19と反対側の面である第2摺動部品外面31に精密機器(図示せず)又は精密機器が搭載される土台(図示せず)を接続するための上面接続用ネジ孔14を有する。
本複合アリ溝摺動ステージ1には、固定部品5に対して摺動する第1摺動部品4、或いは第2摺動部品6の相対的な移動量を目視により検出するために、図2及び3に示すように、摺動する面に第1目盛板32及び第2目盛板33が取付けられる。従来の汎用アリ溝摺動ステージ200では、目盛板210は、ハンドル208の取付け方向に取付けられる。本複合アリ溝摺動ステージ1では、2つのハンドル7,8が1箇所にまとめられてコンパクトな外形であることから、第1目盛板32及び第2目盛板33を摺動する両側の面に取付けることができる。そのために、図1に示すように、第1目盛板32及び第2目盛板33のそれぞれについて2箇所ずつ第1目盛用ネジ孔20及び第2目盛用ネジ孔21が設けられる。
図1〜図4に示すように、第1アリ溝摺動ユニット2及び第2アリ溝摺動ユニット3は、固定部品5に対して第1摺動部品4の摺動を固定する第1ストッパ34、及び固定部品5に対して第2摺動部品6の摺動を固定する第2ストッパ35を有する。図2に示す第1ストッパ34を締め付けると、固定部品5の第1アリ9に設けられた第1スリット38が第1アリ9を押さえ込む。これにより、固定部品5に対して第1摺動部品4がその締付け位置で固定される。図2に示すように、この第1スリット38は、固定部品5の第1アリ9の両側に設けられる。従って、第1ストッパ34は、第1アリ溝摺動ユニット2の両側に取付けて固定部品5に対する第1摺動部品4の摺動を固定することができる。また、図3に示す第2ストッパ35を締め付けると第2摺動部品6の第2アリ11に設けられた第2スリット39が第2アリ11を押さえ込む。これにより、固定部品5に対して第2摺動部品6がその締付け位置で固定される。図3に示すように、この第2スリット39は、第2摺動部品6の第2アリ11の両側に設けられる。従って、第2ストッパ35は、第2アリ溝摺動ユニット3の両側に取付けて固定部品5に対する第2摺動部品6の摺動を固定することができる。
図5に、図1のE−E断面を示し、上述した2つ摺動を発生させる機構についてそれぞれ説明する。第1アリ溝摺動ユニット2では、図1及び図5に示すように、固定部品5に接続された第1ハンドル7には第1ハンドル7の回転に連動して回転するピニオン15が取付けられる。一方、第1摺動部品4には第1摺動部品4に固定されてピニオン15と係合するラック16が設けられ、回転するピニオン15が平面上のラック16を移動することで摺動が発生する。本実施形態では、第1ハンドル7は、径が25mmの筒状のハンドルであり、ナット40、ポスト43、及び3箇所のワッシャ41によりピニオン15と連結する。この機構により、第1ハンドル7の回転に連動してピニオン15が回転する。また、ナット40、ポスト43、及び3箇所のワッシャ41は、それぞれ内部に開口を有する。
また、第1アリ溝摺動ユニット2では、第2ハンドル8は、内部に貫通孔25を有する第1ハンドル7の貫通孔25に挿入され、第2ハンドル8は固定部品5内の空洞部22に延長される。すなわち、第2ハンドル8は、ナット40、ポスト43、及び3箇所のワッシャ41の設けられた開口を貫通することで、第1ハンドル7の回転動作とは独立して回転することが可能となる。この第2ハンドル8は、固定部品5の空洞部22において第2ハンドル8の軸方向にねじ切りされた雄ネジ部23を有する。そして、第2摺動部品6にダボ受け45及びダボ44を介して接続された筒状部品24の内壁の切られた雌ネジ部26と係合する。従って、雄ネジ部23が連結された第2ハンドル8を回転すると、第2摺動部品6に固定された筒状部品24の雌ネジ部26は、ハンドル軸17の方向(図5のZ方向)に摺動する。この機構により、第2ハンドル8の回転操作により、第1ハンドル7と独立させながら、固定部品5に対して第2摺動部品6を摺動させることが可能となる。
上述したように、第1摺動部品4は、固定部品5との第1嵌合面18と反対側の面である第1摺動部品外面30に底面接続用ネジ孔13を有する。また、第2摺動部品6は、固定部品5との第2嵌合面19と反対側の面である第1摺動部品外面30に上面接続用ネジ孔14を有する。本実施形態では、図4(a)及び図4(b)に示すように、底面接続用ネジ孔13はM4ネジ仕様であり、上面接続用ネジ孔14はM6ネジ仕様であり中心にM16ネジを配置するが、それぞれ他のネジ仕様、或いは構成であっても良い。これにより、本複合アリ溝摺動ステージ1は、上下に反転し、精密機器を底面接続用ネジ孔13又は上面接続用ネジ孔14のいずれにも取付けることができる。つまり、第1摺動部品4を上面側とし、第2摺動部品6を底面側として使用することができる。
また、上述したように、第1アリ溝摺動ユニット2は、第1摺動部品4が固定部品5に対して摺動する両側の面である第1側部嵌合面28に一対の第1目盛板32をそれぞれ取付ける第1目盛用ネジ孔20を有する。また、第2アリ溝摺動ユニット3は、第2摺動部品6が固定部品5に対して摺動する両側の面である第2側部嵌合面29に一対の第2目盛板33をそれぞれ取付ける第2目盛用ネジ孔21をそれぞれ有する。従って、第1目盛板32及び第2目盛板33は、それぞれ左右の2箇所に取り付けることができる。
また、図1に示すように、第1アリ溝摺動ユニット2は、第1摺動部品4が固定部品5に対して摺動する両側の面である第1側部嵌合面28に第1摺動ストッパ34を取付けるための第1ストッパ用ネジ孔36をそれぞれ有する。また、第2アリ溝摺動ユニット3は、第2摺動部品6が固定部品5に対して摺動する両側の面である第2側部嵌合面29に第2摺動ストッパ35を取付けるための第2ストッパ用ネジ孔37をそれぞれ有する。この第1ストッパ用ネジ孔36及び第1ストッパ用ネジ孔36は、それぞれ第1目盛用ネジ孔20及び第2目盛用ネジ孔21と同一の孔径であり位置調整されているため共有される。従って、第1摺動ストッパ34及び第2摺動ストッパ35は、それぞれ第1目盛板32及び第2目盛板33と反対側の面に設けることができる。
本発明に係る複合アリ溝摺動ステージの1つの実施形態の概略構成を示す斜視図である。 図1の複合アリ溝摺動ステージをA方向からみた側面図である。 図1の複合アリ溝摺動ステージをB方向からみた側面図である。 図1の複合アリ溝摺動ステージをC方向及びD方向からみた平面図である。 図1の複合アリ溝摺動ステージのE−E断面図である。 従来のアリ溝摺動ステージの概略構成を示す透視図である。 従来の汎用アリ溝摺動ステージの概略構成を示す側面図である。
符号の説明
1 複合アリ溝摺動ステージ、2,202 第1アリ溝摺動ユニット、3,203 第2アリ溝摺動ユニット、4,204 第1摺動部品、5,105 固定部品、6,206 第2摺動部品、7,207 第1ハンドル、8,208 第2ハンドル、9 第1アリ、10 第1アリ溝、11 第2アリ、12 第2アリ溝、13 底面接続用ネジ孔、14 上面接続用ネジ孔、15 ピニオン、16 ラック、17 ハンドル軸、18 第1嵌合面、19 第2嵌合面、20 第1目盛用ネジ孔、21 第2目盛用ネジ孔、22 空洞部、23 雄ネジ部、24 筒状部品、25 貫通孔、26 雌ネジ部、28 第1側部嵌合面、29 第2側部嵌合面、30 第1摺動部品外面、31 第2摺動部品外面、32 第1目盛板、33 第2目盛板、34 第1ストッパ、35 第2ストッパ、36 第1ストッパ用ネジ孔、37 第2ストッパ用ネジ孔、38 第1スリット、39 第2スリット、40 ナット、41 ワッシャ、43 ポスト、44 ダボ、45 ダボ受け、100 アリ溝摺動ステージ、101 アリ、102 アリ溝、103 ベース、104 摺動部品、106 固定用孔、107 精密機器取付け用孔、108 目盛、109 ハンドル、200 汎用アリ溝摺動ステージ、201 締結具、202 第1アリ溝摺動ユニット、203 第2アリ溝摺動ユニット、205 第1固定部品、208 接着面、209 締結孔、210 目盛板、305 第2固定部品。

Claims (7)

  1. アリ溝を有する第1の摺動部品と、その一方の面にアリ溝が嵌合されるアリを有する固定部品と、から構成され、固定部品に設けられた第1のハンドルの回転操作により第1の摺動部品を固定部品に対して第1のハンドルの軸と略直交する方向に摺動させる第1のアリ溝摺動ユニットと、
    アリを有する第2の摺動部品と、その他方の面にアリが嵌合されるアリ溝を有する前記固定部品と、から構成され、固定部品に設けられた第2のハンドルの回転操作により第2の摺動部品を固定部品に対して第2のハンドルの軸方向に摺動させる第2のアリ溝摺動ユニットと、を備え、
    第1のハンドル及び第2のハンドルの回転軸を共有させ、それらのハンドルの回転操作により、取り付けられた精密機器を平面上の2軸方向に位置調整することを特徴とする複合アリ溝摺動ステージ。
  2. 請求項1に記載の複合アリ溝摺動ステージにおいて、固定部品は、内部に空洞を有し、第1のハンドルは、内部に貫通孔を有する筒状をなし、第2のハンドルは、第1のハンドルの貫通孔から挿入されて固定部品内の空洞部分まで延長されることを特徴とする複合アリ溝摺動ステージ。
  3. 請求項1又は2に記載の複合アリ溝摺動ステージにおいて、第2のハンドルは、固定部品の内部の空洞部分において第2のハンドルの軸方向にねじ切りされたネジ部を有し、第2の摺動部品に接続されて内壁にねじが切られた筒状部品のネジ部と係合することを特徴とする複合アリ溝摺動ステージ。
  4. 請求項1乃至3のいずれか1に記載の複合アリ溝摺動ステージにおいて、第1のハンドルは、第1のハンドルの回転に連動して回転し、第1の摺動部品に固定されたラックと係合するピニオンを有することを特徴とする複合アリ溝摺動ステージ。
  5. 請求項1乃至4のいずれか1に記載の複合アリ溝摺動ステージにおいて、第1のアリ溝摺動ユニットは、第1の摺動部品において固定部品との嵌合面と反対側の面に接続用の第1のネジ孔を有し、第2のアリ溝摺動ユニットは、第2の摺動部品において前記固定部品との嵌合面と反対側の面に接続用の第2のネジ孔を有し、第1のネジ孔、又は第2のネジ孔には精密機械が取付けられることを特徴とする複合アリ溝摺動ステージ。
  6. 請求項1乃至5のいずれか1に記載の複合アリ溝摺動ステージにおいて、第1のアリ溝摺動ユニットは、第1の摺動部品が固定部品に対して摺動する両側の面に第1の目盛板を取付けるネジ孔をそれぞれ有し、第2のアリ溝摺動ユニットは、第2の摺動部品が前記固定部品に対して摺動する両側の面に第2の目盛板を取付けるネジ孔をそれぞれ有することを特徴とする複合アリ溝摺動ステージ。
  7. 請求項1乃至6のいずれか1に記載の複合アリ溝摺動ステージにおいて、第1のアリ溝摺動ユニットは、第1の摺動部品が固定部品に対して摺動する両側の面に第1の摺動ストッパ用のネジ孔をそれぞれ有し、第2のアリ溝摺動ユニットは、第1の摺動部品が前記固定部品に対して摺動する両側の面に第2の摺動ストッパ用のネジ孔をそれぞれ有することを特徴とする複合アリ溝摺動ステージ。
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