JP2793608B2 - 超音波顕微鏡 - Google Patents
超音波顕微鏡Info
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- JP2793608B2 JP2793608B2 JP63316415A JP31641588A JP2793608B2 JP 2793608 B2 JP2793608 B2 JP 2793608B2 JP 63316415 A JP63316415 A JP 63316415A JP 31641588 A JP31641588 A JP 31641588A JP 2793608 B2 JP2793608 B2 JP 2793608B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sheath
- voice coil
- air
- acoustic lens
- coil motor
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/035—DC motors; Unipolar motors
- H02K41/0352—Unipolar motors
- H02K41/0354—Lorentz force motors, e.g. voice coil motors
- H02K41/0356—Lorentz force motors, e.g. voice coil motors moving along a straight path
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
- B23Q1/38—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members using fluid bearings or fluid cushion supports
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ボイスコイルモータを用いた移動台を備え
た超音波顕微鏡に関する。
た超音波顕微鏡に関する。
従来、超音波顕微鏡などのような高精度走査を必要と
する装置には、精密機械、51−４（1985）、P.750に開
示されているように、第２図のような方法が採用されて
いた。すなわち、精密な空気軸受型移動台を製作し、そ
の試料台１に試料２（または音響レンズ３）を載せ、ボ
イスコイルモータを用いて駆動軸５を往復運動させる方
法が採用されていた。この駆動用ボイスコイルモータに
は、第２図（ｂ）のようなものが用いられていた。この
構造では、コイル８及びボビン９に生ずる軸方向の動き
が、キャリッジ12及びボールベアリング13にガイドされ
て駆動軸５に導かれる。この場合、駆動軸５の移動精度
はボールベアリング13の精度に依存する。すなわち、ボ
ールベアリングは精密なものでも２〜３μｍの振れ回り
をもつため、移動時に駆動軸５は上下方向に２〜３μｍ
揺動することとなる。この駆動軸５に直接移動機構を付
けて超音波顕微鏡の移動台に適用しようとすると、上下
方向の要求移動精度0.05μｍ以下を満たさない。これを
解決するために、これまでは第２図（ｂ）に示すように
試料台１の端に磁石片７を付け、これを駆動軸５の先端
に付けた鋼球６を介して往復運動させることによってボ
ールベアリングの上下方向の振動を遮断する方法などが
採用されてきた。
する装置には、精密機械、51−４（1985）、P.750に開
示されているように、第２図のような方法が採用されて
いた。すなわち、精密な空気軸受型移動台を製作し、そ
の試料台１に試料２（または音響レンズ３）を載せ、ボ
イスコイルモータを用いて駆動軸５を往復運動させる方
法が採用されていた。この駆動用ボイスコイルモータに
は、第２図（ｂ）のようなものが用いられていた。この
構造では、コイル８及びボビン９に生ずる軸方向の動き
が、キャリッジ12及びボールベアリング13にガイドされ
て駆動軸５に導かれる。この場合、駆動軸５の移動精度
はボールベアリング13の精度に依存する。すなわち、ボ
ールベアリングは精密なものでも２〜３μｍの振れ回り
をもつため、移動時に駆動軸５は上下方向に２〜３μｍ
揺動することとなる。この駆動軸５に直接移動機構を付
けて超音波顕微鏡の移動台に適用しようとすると、上下
方向の要求移動精度0.05μｍ以下を満たさない。これを
解決するために、これまでは第２図（ｂ）に示すように
試料台１の端に磁石片７を付け、これを駆動軸５の先端
に付けた鋼球６を介して往復運動させることによってボ
ールベアリングの上下方向の振動を遮断する方法などが
採用されてきた。
第２図のような構造を使った場合、ボイスコイルモー
タを高速で駆動すると試料台１の慣性力によって磁石片
７が鋼球６から離れてしまうことから、駆動速度やスト
ロークに限界（駆動速度は10Hz、ストロークは5mm程
度）があった。また、キャリッジ12を取付けることから
ボイスコイルモータで駆動される重量が増し、高速応答
性を必要とする装置ではその慣性力分だけ出力の大きな
ボイスコイルモータを使う必要があった。 近年、移動台の高速化や長ストローク化が望まれるよ
うになり、移動台の改善が必要になってきた。そのため
には、まず移動台の軽量化が重要であるが、従来構造の
ままでは構造が複雑であり、小型化はむずかしい。ま
た、試料台１が薄いため空気軸受の横方向剛性を上げに
くく、製作コストも高いなどの欠点があった。更に、試
料台に音響レンズを付けた場合には、試料台に妨げられ
て下の試料が見えにくく、作業性にも問題があった。 本発明の目的は、上記要求に鑑み、構造が簡単で高速
性や生産性、作業性に優れ、ストロークも長く、かつ空
気軸受の剛性も高い、新しい移動台を備えた超音波顕微
鏡を提供することにある。
タを高速で駆動すると試料台１の慣性力によって磁石片
７が鋼球６から離れてしまうことから、駆動速度やスト
ロークに限界（駆動速度は10Hz、ストロークは5mm程
度）があった。また、キャリッジ12を取付けることから
ボイスコイルモータで駆動される重量が増し、高速応答
性を必要とする装置ではその慣性力分だけ出力の大きな
ボイスコイルモータを使う必要があった。 近年、移動台の高速化や長ストローク化が望まれるよ
うになり、移動台の改善が必要になってきた。そのため
には、まず移動台の軽量化が重要であるが、従来構造の
ままでは構造が複雑であり、小型化はむずかしい。ま
た、試料台１が薄いため空気軸受の横方向剛性を上げに
くく、製作コストも高いなどの欠点があった。更に、試
料台に音響レンズを付けた場合には、試料台に妨げられ
て下の試料が見えにくく、作業性にも問題があった。 本発明の目的は、上記要求に鑑み、構造が簡単で高速
性や生産性、作業性に優れ、ストロークも長く、かつ空
気軸受の剛性も高い、新しい移動台を備えた超音波顕微
鏡を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明では四角い部材と
これに嵌合する鞘状部材との間に空気軸受を構成し、こ
の鞘状部材にボイスコイルモータのコイルを連結するこ
とにより、コイルに電流を流したときに鞘状部材が軸方
向に直接駆動される構造を採用し、その上に音響レンズ
又は試料を載せて移動させる構造を特徴とする。例え
ば、第１図に示すようなボイスコイルモータ（センター
ヨーク101、２個のサイドヨーク102、コイル８及び２個
の磁石11からなる）を用い、センターヨーク101の延長
上に四角い部材15を固定接続する。これに鞘状部材14を
嵌合し、コイル８との間を２本の足141で連結する。こ
の状態で、部材15と鞘状部材14の間に空気軸受を形成す
る構造である。
これに嵌合する鞘状部材との間に空気軸受を構成し、こ
の鞘状部材にボイスコイルモータのコイルを連結するこ
とにより、コイルに電流を流したときに鞘状部材が軸方
向に直接駆動される構造を採用し、その上に音響レンズ
又は試料を載せて移動させる構造を特徴とする。例え
ば、第１図に示すようなボイスコイルモータ（センター
ヨーク101、２個のサイドヨーク102、コイル８及び２個
の磁石11からなる）を用い、センターヨーク101の延長
上に四角い部材15を固定接続する。これに鞘状部材14を
嵌合し、コイル８との間を２本の足141で連結する。こ
の状態で、部材15と鞘状部材14の間に空気軸受を形成す
る構造である。
この状態でコイル８に電流を流せば、発生する軸方向
の力は足141を介して鞘状部材14を押す。鞘状部材14
は、部材15との間に空気軸受を形成していることから軸
方向に極めて滑らかに動くことができる。この鞘状部材
14の先端に例えば音響レンズ３を付ければ、レンズの走
査が可能になる。ここで、鞘状部材14は非常に軽く設計
できるので、比較的小さなボイスコイルモータでも音響
レンズ３を高速に移動することが出来る。また、14と15
との間の空気軸受は面積を増しやすく、剛性を高めるこ
とが容易である。更に、構成が非常に簡単であり、製作
も容易である。更に、音響レンズの周囲は邪魔になるも
のがないことから、下の試料が見易く、作業性も十分に
向上する。
の力は足141を介して鞘状部材14を押す。鞘状部材14
は、部材15との間に空気軸受を形成していることから軸
方向に極めて滑らかに動くことができる。この鞘状部材
14の先端に例えば音響レンズ３を付ければ、レンズの走
査が可能になる。ここで、鞘状部材14は非常に軽く設計
できるので、比較的小さなボイスコイルモータでも音響
レンズ３を高速に移動することが出来る。また、14と15
との間の空気軸受は面積を増しやすく、剛性を高めるこ
とが容易である。更に、構成が非常に簡単であり、製作
も容易である。更に、音響レンズの周囲は邪魔になるも
のがないことから、下の試料が見易く、作業性も十分に
向上する。
以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。 ［実施例１］ 第１図に示した方法を、第３図も併用して更に詳細に
説明する。 第１図において、部材15はセンターヨーク101の延長
上に固定接続し、その上に空気軸受151を形成した。
（空気軸受151は、周囲より例えば0.2mm以上（大きいほ
ど好ましい）高く形成することによって、鞘状部材14と
の間での圧力負荷領域がはっきりして剛性が高まり、ま
た排出された空気も鞘状部材の外へ逃げ易くなる。）な
お、空気軸受151の上の空気吹き出し穴152は第３図に示
すような穴153（空気吹き出し穴152と送気管取り付け口
16′以外は開口部のない袋状）につながっており、送気
管16に空気を吹き込むと152から空気が吹き出す。この
空気吹き出し穴は、Ａ−Ｂ断面図に示すように、１断面
に６ヶ所（矩形の長辺面上には２ヵ所、短辺面上には１
ヵ所）を１組とし、二つの断面に計12ヵ所を設けた。 一方鞘状部材14は、軽くするためにアルミニウム板を
組み合わせて製作し、空気軸受151との間隙が片側で10
〜15μｍ（14と15の寸法差にして20〜30μｍ）になるよ
うに加工（フライス加工後ラップ仕上げ）した。コイル
８とを結ぶ２本の足141は、鞘状部材と一体で成形し、
コイル８に接着剤で固定した。 ここで、コイル８はセンターヨーク101や磁石11との
間に0.5mm程度の間隙を持つように加工されており、両
者の相対的な位置関係は空気軸受によって規制される。
すなわち、第１図のように組立た状態で空気をつなげ
ば、鞘状部材14はコイル８と一緒に、他の部材と接触す
ることなく軸方向に動くことができるようになる。その
先端に音響レンズ３を付けたホルダ301を接着すること
により、音響レンズの走査機構が完成する。 部材15は非磁性体で構成する。センターヨーク101が
磁化された状態で使用されることを考慮すれば、部材15
は、この磁化の影響を受けることのない非磁性体とする
方が望ましいからである。この非磁性体からなる部材15
を磁性体からなるセンターヨーク101の延長上に固定接
続する。この場合、寸法はセンターヨークと同じである
必要はなく、鞘状部材14ができるだけ軽量になるように
設計することができる。鞘状部材14を軽量に設計するた
めには、まず小さくすることが重要であり、この方法を
第３図を用いて説明する。 第３図では、部材15はステンレス材（SUS304）を、ま
た鞘状部材14はアルミニウム押出し材を用いて製作し
た。アルミニウム押出し材は軸方向に沿って寸法が一様
であり、また内面の面粗さも優れている。これを空気軸
受の構成部材として使用した場合、一体形状であること
からアルミニウム板を組み合わせた場合よりは軽くて剛
性も高くなるなどの利点を持っている。ただし、市販の
押出し材は特定の寸法品に限られ、またその寸法精度も
絶対値は十分ではない。このため、第３図の構造を組み
立てるに当って、寸法が縦25×横15×肉厚1.5mmのもの
を選び、その内面寸法を測定して空気軸受151との間隙
が10〜15μｍになるように、部材15の加工寸法を決定し
た。鞘状部材14とコイル８とのつなぎ方は、コイル８に
アルミニウム板142を貼り付け、また鞘状部14からは足1
41を一体で削り出し、両者を141′で接着した。なお、
ボイスコイルモータの出力によってはセンターヨーク10
1の幅Ｂが上記のアルミニウム押出し材の寸法（今回は2
5mm）より大きくなることが多く、この場合には足141を
第３図のように曲げることが必要になる。このように足
を曲げた場合、剛性が低くなり、軸方向にバネ作用が生
ずるおそれもある。これを防止するには足141の側面に
補強板18（２点鎖線状）を張り付ればよい。一方、鞘状
部材14を高速で動かすと、鞘の中の空気が抵抗となって
高速移動特性を損なう恐れがある。これを防ぐには、第
３図に示したように、鞘状部材14に空気流通穴17をあけ
る、または音響レンズホルダ301に鞘の内部に通ずる穴
をあけるなどが有効である。 コイル８と、センターヨーク101や磁石11との間の相
対的な位置決めは、部材15とボイスコイルモータとを第
３図に示したような保持部材19にねじ止めすることによ
って行われる。（既に述べたように、8,11,101の間には
0.5mm程度の間隙があるため、３者の接触しないように
組立ることは容易である。） なお、この組立状態では部材15の保持が片持ち梁の状
態になることから、鞘状部材14の先端が上下に揺れる恐
れがある。これを防ぐには第４図のように部材15を支え
る方法が有効である。すなわち、鞘状部材14の上面に長
穴17′をあけ、これを通してボルト20を部材15にねじ22
で取りつける。これにカラー21を通して保持部材19′に
固定するものである。また他の方法として、音響レンズ
３を第５図に示すように直接鞘状部材14に取り付け、部
材15の先端を保持部材23に固定する方法も有効である。
この場合、部材15には音響レンズ３の通る長穴302をあ
けて、なおかつ空気軸受を形成することが必要である。
音響レンズの上下方向の振動をできるだけ抑制できるよ
うに剛性を大きく設計するためには、空気軸受151を、
第５図のように音響レンズを挟むように配置するのが効
果的である。 ボイスコイルモータの出力が小さい場合には、さらに
大きなボイスコイルモータを使う必要がある。しかし、
２個を併用して出力を増す方法も考えられる。その方法
として、第５図のＡ−Ａ′を対称線として、その左側を
そっくり右側に配置すればよい。 ［実施例２］ ボイスコイルモータを２個使用する他の形式の移動台
について述べる。第６図にその一実施例を示す。すなわ
ち、鞘状部材14の両側面にボイスコイルモータのコイル
８を接着し、鞘状部材14を駆動するものである。ただ
し、コイル８を鞘状部材14に直接接着するのは作業性に
も問題があるので、むしろコイル８に一旦アルミニウム
板を接着し、その板ごと鞘状部材14に接着する方が好適
である。部材15そのものの構造は実施例１の場合と基本
的に同じであるが、本実施例２の場合はボイスコイルモ
ータを２個使用しているため、部材15はそれぞれのボイ
スコイルモータのセンターヨーク101に固定台24を介し
て間接的に固定接続される。送気管16から空気を吹き込
むことにより穴152から空気が吹き出し、鞘状部材14は
浮上して軸方向に滑らかに移動する。駆動力は、左右に
接着したボイスコイルモータから与えられる。コイル８
と、磁石11及びセンターヨーク101との相対位置決め
は、固定台24に固定することによって行われる。 この方式によれば、実施例１よりは長さが小さくな
り、また片持ち梁になることによる剛性低下の問題も一
挙に解決できる。ただし、左右のボイスコイルモータの
特性がそろっていないときには、鞘状部材14に対する軸
方向の駆動力が不安定になり、左右に振動する恐れがあ
る。この点に関しては、２個のボイスコイルモータが直
列に並ぶ実施例１の方が有利である。しかし、全体的に
コンパクトに設計できるので、設置の小型化のためには
本方式の方がより威力を発揮する。 この方式では、コイル８の一辺だけが鞘状部材14に接
着されているため、高速で駆動した場合にコイルの慣性
力が鞘状部材に曲げモーメントを及ぼし、鞘状部材の変
形を誘発する可能性がある。この点を改善する方法を、
第７図に示す。すなわち、鞘状部材14に直接接着してい
たコイルを、鞘状部材14の上下に接着した連結板25に接
着した構造である。このようにすることによって、コイ
ルからは曲げモーメントが発生することはなく、安定し
た滑らかな移動特性を得ることが可能になる。
説明する。 第１図において、部材15はセンターヨーク101の延長
上に固定接続し、その上に空気軸受151を形成した。
（空気軸受151は、周囲より例えば0.2mm以上（大きいほ
ど好ましい）高く形成することによって、鞘状部材14と
の間での圧力負荷領域がはっきりして剛性が高まり、ま
た排出された空気も鞘状部材の外へ逃げ易くなる。）な
お、空気軸受151の上の空気吹き出し穴152は第３図に示
すような穴153（空気吹き出し穴152と送気管取り付け口
16′以外は開口部のない袋状）につながっており、送気
管16に空気を吹き込むと152から空気が吹き出す。この
空気吹き出し穴は、Ａ−Ｂ断面図に示すように、１断面
に６ヶ所（矩形の長辺面上には２ヵ所、短辺面上には１
ヵ所）を１組とし、二つの断面に計12ヵ所を設けた。 一方鞘状部材14は、軽くするためにアルミニウム板を
組み合わせて製作し、空気軸受151との間隙が片側で10
〜15μｍ（14と15の寸法差にして20〜30μｍ）になるよ
うに加工（フライス加工後ラップ仕上げ）した。コイル
８とを結ぶ２本の足141は、鞘状部材と一体で成形し、
コイル８に接着剤で固定した。 ここで、コイル８はセンターヨーク101や磁石11との
間に0.5mm程度の間隙を持つように加工されており、両
者の相対的な位置関係は空気軸受によって規制される。
すなわち、第１図のように組立た状態で空気をつなげ
ば、鞘状部材14はコイル８と一緒に、他の部材と接触す
ることなく軸方向に動くことができるようになる。その
先端に音響レンズ３を付けたホルダ301を接着すること
により、音響レンズの走査機構が完成する。 部材15は非磁性体で構成する。センターヨーク101が
磁化された状態で使用されることを考慮すれば、部材15
は、この磁化の影響を受けることのない非磁性体とする
方が望ましいからである。この非磁性体からなる部材15
を磁性体からなるセンターヨーク101の延長上に固定接
続する。この場合、寸法はセンターヨークと同じである
必要はなく、鞘状部材14ができるだけ軽量になるように
設計することができる。鞘状部材14を軽量に設計するた
めには、まず小さくすることが重要であり、この方法を
第３図を用いて説明する。 第３図では、部材15はステンレス材（SUS304）を、ま
た鞘状部材14はアルミニウム押出し材を用いて製作し
た。アルミニウム押出し材は軸方向に沿って寸法が一様
であり、また内面の面粗さも優れている。これを空気軸
受の構成部材として使用した場合、一体形状であること
からアルミニウム板を組み合わせた場合よりは軽くて剛
性も高くなるなどの利点を持っている。ただし、市販の
押出し材は特定の寸法品に限られ、またその寸法精度も
絶対値は十分ではない。このため、第３図の構造を組み
立てるに当って、寸法が縦25×横15×肉厚1.5mmのもの
を選び、その内面寸法を測定して空気軸受151との間隙
が10〜15μｍになるように、部材15の加工寸法を決定し
た。鞘状部材14とコイル８とのつなぎ方は、コイル８に
アルミニウム板142を貼り付け、また鞘状部14からは足1
41を一体で削り出し、両者を141′で接着した。なお、
ボイスコイルモータの出力によってはセンターヨーク10
1の幅Ｂが上記のアルミニウム押出し材の寸法（今回は2
5mm）より大きくなることが多く、この場合には足141を
第３図のように曲げることが必要になる。このように足
を曲げた場合、剛性が低くなり、軸方向にバネ作用が生
ずるおそれもある。これを防止するには足141の側面に
補強板18（２点鎖線状）を張り付ればよい。一方、鞘状
部材14を高速で動かすと、鞘の中の空気が抵抗となって
高速移動特性を損なう恐れがある。これを防ぐには、第
３図に示したように、鞘状部材14に空気流通穴17をあけ
る、または音響レンズホルダ301に鞘の内部に通ずる穴
をあけるなどが有効である。 コイル８と、センターヨーク101や磁石11との間の相
対的な位置決めは、部材15とボイスコイルモータとを第
３図に示したような保持部材19にねじ止めすることによ
って行われる。（既に述べたように、8,11,101の間には
0.5mm程度の間隙があるため、３者の接触しないように
組立ることは容易である。） なお、この組立状態では部材15の保持が片持ち梁の状
態になることから、鞘状部材14の先端が上下に揺れる恐
れがある。これを防ぐには第４図のように部材15を支え
る方法が有効である。すなわち、鞘状部材14の上面に長
穴17′をあけ、これを通してボルト20を部材15にねじ22
で取りつける。これにカラー21を通して保持部材19′に
固定するものである。また他の方法として、音響レンズ
３を第５図に示すように直接鞘状部材14に取り付け、部
材15の先端を保持部材23に固定する方法も有効である。
この場合、部材15には音響レンズ３の通る長穴302をあ
けて、なおかつ空気軸受を形成することが必要である。
音響レンズの上下方向の振動をできるだけ抑制できるよ
うに剛性を大きく設計するためには、空気軸受151を、
第５図のように音響レンズを挟むように配置するのが効
果的である。 ボイスコイルモータの出力が小さい場合には、さらに
大きなボイスコイルモータを使う必要がある。しかし、
２個を併用して出力を増す方法も考えられる。その方法
として、第５図のＡ−Ａ′を対称線として、その左側を
そっくり右側に配置すればよい。 ［実施例２］ ボイスコイルモータを２個使用する他の形式の移動台
について述べる。第６図にその一実施例を示す。すなわ
ち、鞘状部材14の両側面にボイスコイルモータのコイル
８を接着し、鞘状部材14を駆動するものである。ただ
し、コイル８を鞘状部材14に直接接着するのは作業性に
も問題があるので、むしろコイル８に一旦アルミニウム
板を接着し、その板ごと鞘状部材14に接着する方が好適
である。部材15そのものの構造は実施例１の場合と基本
的に同じであるが、本実施例２の場合はボイスコイルモ
ータを２個使用しているため、部材15はそれぞれのボイ
スコイルモータのセンターヨーク101に固定台24を介し
て間接的に固定接続される。送気管16から空気を吹き込
むことにより穴152から空気が吹き出し、鞘状部材14は
浮上して軸方向に滑らかに移動する。駆動力は、左右に
接着したボイスコイルモータから与えられる。コイル８
と、磁石11及びセンターヨーク101との相対位置決め
は、固定台24に固定することによって行われる。 この方式によれば、実施例１よりは長さが小さくな
り、また片持ち梁になることによる剛性低下の問題も一
挙に解決できる。ただし、左右のボイスコイルモータの
特性がそろっていないときには、鞘状部材14に対する軸
方向の駆動力が不安定になり、左右に振動する恐れがあ
る。この点に関しては、２個のボイスコイルモータが直
列に並ぶ実施例１の方が有利である。しかし、全体的に
コンパクトに設計できるので、設置の小型化のためには
本方式の方がより威力を発揮する。 この方式では、コイル８の一辺だけが鞘状部材14に接
着されているため、高速で駆動した場合にコイルの慣性
力が鞘状部材に曲げモーメントを及ぼし、鞘状部材の変
形を誘発する可能性がある。この点を改善する方法を、
第７図に示す。すなわち、鞘状部材14に直接接着してい
たコイルを、鞘状部材14の上下に接着した連結板25に接
着した構造である。このようにすることによって、コイ
ルからは曲げモーメントが発生することはなく、安定し
た滑らかな移動特性を得ることが可能になる。
上記のように、本発明による移動台は、音響レンズ３
を取りつけた鞘状部材14を駆動する方式であり、極めて
軽量に設計できることから、優れた高速移動特性が得ら
れる。また、構造も小型で簡単であり、製作も容易であ
る。したがって、本発明を超音波顕微鏡に適用すれば、
小型で高速移動性に優れた装置の設計が可能になる。例
えば、第１、３図の方式では、可動部は音響レンズも含
めて約100gに設計でき、出力が10Nのボイスコイルモー
タを使うことによって±1mmで50Hzの高速移動が可能で
あった。また、第６、７図の方式では、可動部は150〜2
00gに設計できたことから、10Nのボイスコイルモータ
（２個）を使って上記と同等以上の移動特性を得ること
ができた。（なお、移動の安定性は、いずれの方式でも
優れていたが、第５、６、７図に示し２個のボイスコイ
ルモータを使う方式の方がやや優れていた。）また、1H
zの駆動速度では40mmという長いストロークを得ること
ができた。このような高速駆動と長いストロークとを１
台の移動台で行うことは、従来の移動台では到底なしえ
なかったものであり、本発明の有効性が明白である。 なお、上記の説明では断面形状が四角な部材を使った
場合についてのみ述べてきた。原理的には丸い部材を使
用しても同様な移動台を設計することは可能であるが、
丸い部材の場合には回転止めを設けることが必要にな
る。したがって、本発明の方がより簡単に軽量の移動台
を設計するのに好適である。また、第２図のような形式
のボイスコイルモータを用いて本発明のような移動台を
設計することも可能ではあるが、軽量化のためには本願
の方式の方がはるかに有利である。
を取りつけた鞘状部材14を駆動する方式であり、極めて
軽量に設計できることから、優れた高速移動特性が得ら
れる。また、構造も小型で簡単であり、製作も容易であ
る。したがって、本発明を超音波顕微鏡に適用すれば、
小型で高速移動性に優れた装置の設計が可能になる。例
えば、第１、３図の方式では、可動部は音響レンズも含
めて約100gに設計でき、出力が10Nのボイスコイルモー
タを使うことによって±1mmで50Hzの高速移動が可能で
あった。また、第６、７図の方式では、可動部は150〜2
00gに設計できたことから、10Nのボイスコイルモータ
（２個）を使って上記と同等以上の移動特性を得ること
ができた。（なお、移動の安定性は、いずれの方式でも
優れていたが、第５、６、７図に示し２個のボイスコイ
ルモータを使う方式の方がやや優れていた。）また、1H
zの駆動速度では40mmという長いストロークを得ること
ができた。このような高速駆動と長いストロークとを１
台の移動台で行うことは、従来の移動台では到底なしえ
なかったものであり、本発明の有効性が明白である。 なお、上記の説明では断面形状が四角な部材を使った
場合についてのみ述べてきた。原理的には丸い部材を使
用しても同様な移動台を設計することは可能であるが、
丸い部材の場合には回転止めを設けることが必要にな
る。したがって、本発明の方がより簡単に軽量の移動台
を設計するのに好適である。また、第２図のような形式
のボイスコイルモータを用いて本発明のような移動台を
設計することも可能ではあるが、軽量化のためには本願
の方式の方がはるかに有利である。
第１図は本発明の基本的な実施例を示す図、第２図は従
来の移動台を示す図、第３図はボイスコイルモータと鞘
状部材との寸法が異なる場合の組立構造を示す図、第４
図は移動台の安定性を増すために先端を固定する方法を
示す図、第５図は音響レンズを鞘状部材の中に組み込む
方法を示す図、第６、７図は２個のボイスコイルモータ
を用いて構成する方法を示す図。 符号の説明 上記の図において、３は音響レンズ、８はコイル、101
はセンターヨーク、102はサイドヨーク、11は磁石、14
は鞘状部材、15は空気軸受用部材、16は送気管、19,23
は保持部材、24は固定台をそれぞれ示す。
来の移動台を示す図、第３図はボイスコイルモータと鞘
状部材との寸法が異なる場合の組立構造を示す図、第４
図は移動台の安定性を増すために先端を固定する方法を
示す図、第５図は音響レンズを鞘状部材の中に組み込む
方法を示す図、第６、７図は２個のボイスコイルモータ
を用いて構成する方法を示す図。 符号の説明 上記の図において、３は音響レンズ、８はコイル、101
はセンターヨーク、102はサイドヨーク、11は磁石、14
は鞘状部材、15は空気軸受用部材、16は送気管、19,23
は保持部材、24は固定台をそれぞれ示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 重雄 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 石川 潔 東京都千代田区大手町２丁目６番２号 日立建機株式会社内 (72)発明者 池田 利道 東京都千代田区大手町２丁目６番２号 日立建機株式会社内 (72)発明者 大竹 寛 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭59−210575（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−97257（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02K 33/18 G01N 29/26 502
Claims (2)
- 【請求項１】非磁性体からなる内側固定部材と該内側固
定部材の外周に微小間隙を置いて嵌合配置した管状の外
側移動部材との間で空気軸受を構成させ、上記外側移動
部材上に音響レンズを保持させて、上記内側固定部材を
ボイスコイルモータのセンターヨークに固定接続して、
上記外側移動部材を上記ボイスコイルモータのコイル側
に連結して移動させることにより上記音響レンズを移動
走査させるよう構成してなることを特徴とする超音波顕
微鏡。 - 【請求項２】上記した管状の外側移動部材には、上記空
気軸受に供給された空気を外部に排出するための空気流
通穴が設けられていることを特徴とする請求項１記載の
超音波顕微鏡。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63316415A JP2793608B2 (ja) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | 超音波顕微鏡 |
| DE8989122905T DE68906367T2 (de) | 1988-12-16 | 1989-12-12 | Gleittisch. |
| EP89122905A EP0374693B1 (en) | 1988-12-16 | 1989-12-12 | Slide table |
| US07/450,548 US4995711A (en) | 1988-12-16 | 1989-12-14 | Slide table |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63316415A JP2793608B2 (ja) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | 超音波顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02164260A JPH02164260A (ja) | 1990-06-25 |
| JP2793608B2 true JP2793608B2 (ja) | 1998-09-03 |
Family
ID=18076817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63316415A Expired - Lifetime JP2793608B2 (ja) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | 超音波顕微鏡 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4995711A (ja) |
| EP (1) | EP0374693B1 (ja) |
| JP (1) | JP2793608B2 (ja) |
| DE (1) | DE68906367T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US5175456A (en) * | 1991-09-25 | 1992-12-29 | Systems, Machines, Automation Components Corp. | Workpiece transporter |
| US6201639B1 (en) | 1998-03-20 | 2001-03-13 | James W. Overbeck | Wide field of view and high speed scanning microscopy |
| US6185030B1 (en) | 1998-03-20 | 2001-02-06 | James W. Overbeck | Wide field of view and high speed scanning microscopy |
| US7279814B2 (en) * | 2005-11-01 | 2007-10-09 | Bio-Rad Laboratories, Inc. | Moving coil actuator for reciprocating motion with controlled force distribution |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4538885A (en) * | 1982-06-18 | 1985-09-03 | Coulter Electronics, Inc. | Optical microscope system |
| JPS59210575A (ja) * | 1983-05-13 | 1984-11-29 | Fujitsu Ltd | 磁気デイスク装置のヘツドアクセス機構 |
| JPS6097256A (ja) * | 1983-11-02 | 1985-05-31 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波顕微鏡の加振装置 |
| JPS6097257A (ja) * | 1983-11-02 | 1985-05-31 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波顕微鏡の加振装置 |
| JPS61209838A (ja) * | 1985-03-12 | 1986-09-18 | Omron Tateisi Electronics Co | 一軸ステ−ジ |
| JPS6234745A (ja) * | 1985-08-06 | 1987-02-14 | Toshiba Corp | テ−ブル装置 |
| JPH0697257A (ja) * | 1992-09-14 | 1994-04-08 | Hitachi Ltd | 半導体装置の電気的特性検査装置 |
| JP3336636B2 (ja) * | 1992-09-16 | 2002-10-21 | ソニー株式会社 | 導体部の信頼性試験方法 |
| JPH06234745A (ja) * | 1993-02-09 | 1994-08-23 | Nippon Oil & Fats Co Ltd | フルオロアルキル基含有カルボスチリル誘導体、その製造方法及び色素 |
-
1988
- 1988-12-16 JP JP63316415A patent/JP2793608B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-12-12 DE DE8989122905T patent/DE68906367T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-12-12 EP EP89122905A patent/EP0374693B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-12-14 US US07/450,548 patent/US4995711A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4995711A (en) | 1991-02-26 |
| DE68906367T2 (de) | 1993-08-12 |
| EP0374693B1 (en) | 1993-05-05 |
| EP0374693A1 (en) | 1990-06-27 |
| JPH02164260A (ja) | 1990-06-25 |
| DE68906367D1 (de) | 1993-06-09 |
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