JP7222910B2 - 質量バランス手段及びそれを有する回転式ミクロトーム - Google Patents

Description

本開示は、顕微鏡の技術分野に関し、特に、質量バランス手段及び質量バランス手段を有する回転式ミクロトームに関する。

試料をスライスするためにカッタが使用される。切片はカバーガラス上に配置され、適切に処理されてから、検査する顕微鏡に配置される。ミクロトーム、特に回転式ミクロトームには、一般に試料搬送台が含まれる。試料搬送台には、切断する試料を保持する試料ホルダがある。試料搬送台は、駆動手段によって回転式ミクロトームの垂直経路内を上下に移動するように駆動される。この垂直移動中に、試料は回転式ミクロトームに固定配置されたカッタ上を通過する。

従来の回転式ミクロトームでは、垂直切断運動の制御は、一般に、ハンドホイールによって駆動される伝達機構によって行われる。伝達機構は、ハンドホイールの回転運動を試料搬送台の垂直運動に変換する。この種類の手段では、試料及びミクロトームのすべての可動部品を含む回転式ミクロトームの可動質量が交互に繰り返し加速及び減速される。重力は、ハンドホイールの第１の半回転（試料搬送台の下方への移動）の間に可動質量を加速し、ハンドホイールの第２の半回転（試料搬送台の上方への移動）の間に可動質量を減速する。したがって、ハンドホイールに作用させる力は、試料搬送台が下方移動する間は、重力分減少させた力のみが必要があり、上方移動する間は、重力分増加させた力が必要である。

ＵＳ５８８１６２６

これらの望ましくない加速と減速のバランスをとるために、回転式ミクロトームには質量バランス手段が備わっている。質量バランス手段は一般に、ハンドホイールに組み込まれた非対称の釣り合いおもりを含む。しかし、回転式ミクロトームの可動質量が比較的大きい場合、釣り合いおもりはそれに対応して大きくなるように寸法を合わせる必要があり、それによって、ミクロトームの体積が増大する。さらに、非対称に形成された釣り合いおもりは、試料搬送台の比較的速い上下運動中に回転式ミクロトームに望ましくない振動を発生させ得る。ミクロトームの振動により、試料は、必然的に不安定な状態で切断されることになり、その結果、切断された試料は使用できなくなる。

ＵＳ５８８１６２６は、ミクロトームの可動質量のバランスをとるために使用される質量バランス手段を開示している。質量バランス手段は、互いに対し角度をなすように配置された２つのレバーアームを備えたレバーを備える。試料搬送台に作用する力は、レバーアーム及び下部レバーアームに作用するプリテンションばねによって提供されるてこ作用により、任意の位置において適切に適合化されることができる。

ＵＳ５８８１６２６では、レバーの機能は、バランス手段が作動するときに、ばねの移動距離を減らすことである。しかし、レバーのレバー比は非常に小さいため、ばねの変位はごくわずかしか減少しない。より高いレバー比が必要な場合、バランス手段は遥かにより大きい空間を必要とし、その結果、回転式ミクロトームの体積と質量は増加する。

本開示は、関連技術に存在する技術的問題の１つを少なくともある程度解決することを目的とする。したがって、本開示の１つの目的は、回転式ミクロトームの可動質量のバランスがとれたときに、回転式ミクロトームの体積と質量が減少するよう、回転式ミクロトームの限られた空間でより大きな歯車比を実現できる、回転式ミクロトームに使用される質量バランス手段を提供することである。

本開示の別の目的は、上記の質量バランス手段を有する回転式ミクロトームを提供することである。

本発明の第１の視点により、回転式ミクロトームに使用される質量バランス手段が提供される。該質量バランス手段は、
接続要素、但し、接続要素の第１の端部は回転式ミクロトームの可動質量に結合されるよう構成される；
予め設定される歯車比を有する歯車セット、但し、歯車セットの第１の端部は接続要素の第２の端部に結合されている；及び、
弾性要素、但し、弾性要素は予め張力をかけられ調整可能であり、弾性要素の第１の端部は可動質量のバランスをとるように歯車セットの回転に伴って移動するために歯車セットの第２の端部に結合されている、
を含む（形態１）。
（形態２）形態１の質量バランス手段において、
歯車セットは、
接続要素の第２の端部に結合された駆動ディスク；及び、
少なくとも２つの歯車、但し、駆動ディスクに隣接する該少なくとも２つの歯車のうちの１つの歯車は駆動ディスクに同軸に固定されており、弾性要素に隣接する該少なくとも２つの歯車のうちの別の１つの歯車は弾性要素の第１の端部に結合されている、
を含むことが好ましい。
（形態３）形態２の質量バランス手段において、
前記少なくとも２つの歯車は、
駆動ディスクに同軸に固定された第１の歯車；及び、
第１の歯車と噛み合い、弾性要素の第１の端部に結合された第２の歯車、
を含むことが好ましい。
（形態４）形態３に記載の質量バランス手段において、
駆動ディスクの直径は第１の歯車の直径よりも大きく、第２の歯車の直径は第１の歯車の直径よりも大きく、歯車セットの歯車比は第１の歯車の直径に対する第２の歯車の直径の比であることが好ましい。
（形態５）形態２に記載の質量バランス手段において、
前記少なくとも２つの歯車は、
駆動ディスクに同軸に固定された第１の歯車；
第１の歯車と噛み合う第２の歯車；
第２の歯車に同軸に固定された第３の歯車；及び、
第３の歯車と噛み合い、弾性要素の第１の端部に結合された第４の歯車、
を含むことが好ましい。
（形態６）形態５に記載の質量バランス手段において、
駆動ディスクの直径は第１の歯車の直径よりも大きく、第２の歯車の直径は第１の歯車の直径よりも大きく、第２の歯車の直径は第３の歯車の直径よりも大きく、第４の歯車の直径は第３の歯車の直径よりも大きく、歯車セットの歯車比は第１の歯車の直径に対する第２の歯車の直径の比と、第３の歯車の直径に対する第４の歯車の直径の比との積であることが好ましい。
（形態７）形態２～６のいずれかに記載の質量バランス手段において、
弾性要素の第１の端部と弾性要素に隣接する前記少なくとも２つの歯車のうちの前記別の歯車との結合点は、弾性要素に隣接する前記少なくとも２つの歯車のうちの前記別の１つの歯車の縁部に位置することが好ましい。
（形態８）形態７に記載の質量バランス手段において、
結合点と弾性要素に隣接する前記少なくとも２つの歯車のうちの前記別の１つの歯車の中心との接続線は垂直方向に対して挟角αを有し、質量バランス手段の動作中、該挟角αは２０°～６０°の範囲にあることが好ましい。
（形態９）形態１～６のいずれかの質量バランス手段において、
接続要素を支持及び偏向するように構成された支持要素をさらに含むことが好ましい。
（形態１０）形態１～６のいずれかの質量バランス手段において、
前記弾性要素がばねであることが好ましい。
（形態１１）形態１～６のいずれかの質量バランス手段において、
接続要素はコンベヤベルトであることが好ましい。
（形態１２）形態１～６のいずれかの質量バランス手段において、
弾性要素の第２の端部は、調整可能な張力ねじを介して回転式ミクロトームのベースフレームに結合されていることが好ましい。
本発明の第２の視点により、形態１～１２のいずれかの質量バランス手段を含む回転式ミクロトームが提供される（形態１３）。

本開示の実施形態による質量バランス手段は、回転式ミクロトームに使用され、及び、接続要素と、予め設定された歯車比を有する歯車セットと、弾性要素とを含み、接続要素の第１の端部は回転式ミクロトームの可動質量と結合されるように構成され、歯車セットの第１の端部は接続要素の第２の端部に結合され、弾性要素は予め張力をかけられ調整可能であり、弾性要素の第１の端部は可動質量のバランスをとるように歯車セットの回転に伴って移動するために歯車セットの第２の端部に結合される。

本開示の実施形態による質量バランス手段により、より小さな体積で、すなわち、回転式ミクロトームの限られた空間内で、より大きな歯車比を実現でき、したがって、可動質量が或る（特定の）範囲内で移動する場合、弾性要素の変位は比較的より小さくなる。したがって、本開示の実施形態による質量バランス手段により、ミクロトームの質量と体積を減らすことができ、ミクロトームの可動質量のバランスを図りつつ、製造コストを削減でき、ミクロトームの操作にも好都合である。

さらに、本開示の実施形態による質量バランス手段は、以下の追加の技術的特徴をさらに有し得る。

本開示のいくつかの実施形態では、歯車セットは、接続要素の第２の端部に結合された駆動ディスクと、少なくとも２つの歯車とを含み、駆動ディスクに隣接する少なくとも２つの歯車の１つは駆動ディスクに同軸に（コアキシャルに：coaxially）固定され、弾性要素に隣接する少なくとも２つの歯車の別の歯車は弾性要素の第１の端部に結合される。

本開示のいくつかの実施形態では、少なくとも２つの歯車は、駆動ディスクに同軸に固定された第１の歯車と、第１の歯車と噛み合いかつ弾性要素の第１の端部に結合された第２の歯車とを含む。

本開示のいくつかの実施形態では、駆動ディスクの直径は第１の歯車の直径よりも大きく、第２の歯車の直径は第１の歯車の直径よりも大きく、歯車セットの歯車比は第１の歯車の直径に対する第２の歯車の直径の比である。

本開示のいくつかの実施形態では、少なくとも２つの歯車は、駆動ディスクに同軸に固定された第１の歯車と、第１の歯車と噛み合う第２の歯車と、第２の歯車に同軸に固定された第３の歯車と、第３の歯車と噛み合いかつ弾性要素の第１の端部に結合される第４の歯車とを含む。

本開示のいくつかの実施形態では、駆動ディスクの直径は第１の歯車の直径よりも大きく、第２の歯車の直径は第１の歯車の直径よりも大きく、第２の歯車の直径は第３の歯車の直径よりも大きく、第４の歯車の直径は第３の歯車の直径よりも大きく、歯車セットの歯車比は第１の歯車の直径に対する第２の歯車の直径の比と第３の歯車の直径に対する第４の歯車の直径の比との積である。

本開示のいくつかの実施形態では、弾性要素の第１の端部と弾性要素に隣接する少なくとも２つの歯車の１つの歯車との結合点は、弾性要素に隣接する少なくとも２つの歯車の１つの歯車の縁部に位置する。

本開示のいくつかの実施形態では、結合点と、弾性要素に隣接する少なくとも２つの歯車の１つの歯車の中心との接続線は、垂直方向に対して挟角αを有し、質量バランス手段の動作中、挟角αは２０°～６０°の範囲である。

本開示のいくつかの実施形態では、質量バランス手段は接続要素を支持及び偏向するように構成された支持要素をさらに含む。

本開示のいくつかの実施形態では、弾性要素はばねである。

本開示のいくつかの実施形態では、接続要素はコンベヤベルトである。

本開示のいくつかの実施形態では、弾性要素の第２の端部は、調節可能な張力ねじを介して回転式ミクロトームのベースフレームに結合される。

本開示の第１の実施形態による質量バランス手段の概略図。 本開示の第２の実施形態による質量バランス手段の概略図。 本開示の一実施形態による回転式ミクロトームの概略図。

本開示の実施形態を以下に詳細に説明する。実施形態の例は図面に示されており、説明全体を通して、同一または類似の要素及び同一または類似の機能を有する要素は類似の図面参照符号で示されている。図面を参照して説明される実施形態は例示であり、これは本開示を説明するためにのみ使用され、本開示を限定するものと解釈されるべきではない。

本開示の実施形態による質量バランス手段は図１から図２に示されている。

回転式ミクロトームは一般に、その上に試料ホルダが取り付けられる試料搬送台と、試料を切断するように構成されたカッタが配置されたカッタホルダと、試料搬送台を垂直経路に沿って上下に移動させるために使用される駆動手段と、ミクロトームの可動質量のバランスをとるために使用される質量バランス手段とを含むことは、当業者であれば理解すべきことである。「可動質量（movable mass）」という用語には、ミクロトームのすべての可動部品、特に試料搬送台、試料ホルダ、試料及びハンドホイールまたはフライホイールなどの他の可動部品が含まれる。

本開示の実施形態による質量バランス手段は、接続要素、歯車セット、弾性要素、及び支持要素を含む。接続要素の第１の端部は回転式ミクロトームの可動質量に結合される。歯車セットは予め設定される歯車比を有し、歯車セットの第１の端部は接続要素の第２の端部に結合される。本開示のいくつかの実施形態では、歯車セットの歯車比は２～１０であるが、本開示はこれに限定されず、歯車セットの歯車比は実際の要求に応じて設定されることができる。弾性要素は予め張力をかけられ調整可能であり、弾性要素の第１の端部は、可動質量のバランスをとるように歯車セットの回転に伴って移動するために歯車セットの第２の端部に結合される。

本開示の実施形態では、歯車セットは、駆動ディスクと、少なくとも２つの歯車とを含む。駆動ディスクは接続要素の第２の端部に結合される。駆動ディスクに隣接する少なくとも２つの歯車の１つは駆動ディスクに同軸に固定され、弾性要素に隣接する少なくとも２つの歯車の別の歯車は弾性要素の第１の端部に結合される。

本開示の実施形態による質量バランス手段により、より小さな体積で、すなわち、回転式ミクロトームの限られた空間内で、より大きな歯車比を実現でき、したがって、可動質量が或る（特定の）範囲内で移動する場合、弾性要素の変位は比較的より小さくなる。したがって、本開示の実施形態による質量バランス手段により、ミクロトームの質量及び体積を減らすことができ、ミクロトームの可動質量のバランスを図りつつ、製造コストを削減でき、このことはミクロトームの操作にも好都合である。

本開示の特定の実施形態による質量バランス手段を、図面を参照して以下に説明する。

本開示の第１の実施形態による質量バランス手段１０は、図１に示されており、接続要素１２、歯車セット２０、弾性要素１４、及び支持要素１３を含む。接続要素１２の第１の端部（図１の接続要素１２の下端部）は、可動質量１１と共に移動するように回転式ミクロトームの可動質量１１に結合される。本実施形態では、接続要素１２はコンベヤベルトであり、弾性要素１４はばねであり、支持要素１３は滑車であるが、本開示はこれに限定されない。接続要素１２は上方に延び、支持要素１３によって偏向され、かくして、支持要素１３は、偏向された接続要素１２及び接続要素１２に結合された可動質量１１を支持する。歯車セット２０の第１の端部（図１の歯車セット２０の上端部）は、偏向された接続要素１２の第２の端部（図１の接続要素１２の右端部）に結合され、歯車セット２０の第２の端部（図１の歯車セット２０の下端部）は、弾性要素１４の第１の端部（図１の弾性要素１４の左端部）に結合される。弾性要素１４は、予め張力をかけられ調整可能であり、適切な弾性力を提供するよう、実際の要求に従って調整されることができる。

具体的には、歯車セット２０は、駆動ディスク２１、第１の歯車２２及び第２の歯車２３を含む。駆動ディスク２１は、接続要素１２と共に移動するように接続要素１２の右端部に結合される。第１の歯車２２は、駆動ディスク２１に同軸に固定される、すなわち、第１の歯車２２の中心は、駆動ディスク２１の中心と同じ軸線に位置し、第１の歯車２２は、駆動ディスク２１に固定的に結合され、そのため、駆動ディスク２１及び第１の歯車２２は同じ角速度で回転することができる。

さらに、図１に示すように、第２の歯車２３は、第１の歯車２２の下方に位置し、第１の歯車２２と噛み合っている。勿論、第２の歯車２３は第１の歯車２２の下に配置されなくてもよい、換言すれば、第２の歯車２３の中心と第１の歯車２２の中心との接続線は、回転式ミクロトームの特定の内部空間に応じて決定され得ることであるが、垂直方向と一致する代わりに、垂直方向に対して斜めになる、更には垂直方向に対して直角をなすことさえあることを、当業者ならば理解するであろう。

第２の歯車２３は、弾性要素１４の左端部に結合される。弾性要素１４の左端部と第２の歯車２３との結合点は、第２の歯車２３の縁部に位置する。結合点と第２の歯車２３の中心との接続線は、垂直方向に対して挟角αを有し、質量バランス手段の動作中、挟角αは、より良いバランス効果が実現できるよう、２０°～６０°の範囲にある。

駆動ディスク２１の直径はＤ２１であり、第１の歯車２２の直径はＤ２２であり、第２の歯車２３の直径はＤ２３である。駆動ディスク２１の直径Ｄ２１は、第１の歯車２２の直径Ｄ２２よりも大きく、第２の歯車２３の直径Ｄ２３は、第１の歯車２２の直径Ｄ２２よりも大きい。歯車セット２０の歯車比は、第１の歯車２２の直径Ｄ２２に対する第２の歯車２３の直径Ｄ２３の比、すなわち、Ｄ２３／Ｄ２２である。

駆動ディスク２１、第１の歯車２２及び第２の歯車２３の直径が上記の関係を満たす条件では、より大きな歯車比を限られた空間で実現することができ、したがって、弾性要素１４の変位は、質量バランス手段の動作期間では、より小さくなる。すなわち、弾性要素１４の弾性力の変化は小さくなり、弾性要素１４の疲労損失は低減され、弾性要素１４の耐用年数は長くなる。さらに、質量バランス手段１０の占有空間を増やすことなく、より大きな歯車比を実現でき、そのため、回転式ミクロトームの質量及び体積の増加が阻止され、回転式ミクロトームの製造コストが削減され、回転式ミクロトームは操作するのに好都合である。

弾性要素１４の第２の端部（図１に示すような弾性要素１４の右端部）は、回転式ミクロトームのベースフレーム１５に結合される。例えば、弾性要素１４の右端部は、調節可能な張力ねじ１６を介してベースフレーム１５に結合することができ、そのため、弾性要素１４には、実際の要求に従って張力をかけることができる。

本開示の第１の実施形態による質量バランス手段１０の動作プロセスを、以下に図１を参照して詳細に説明する。

外力が加えられて可動質量１１が下向きに動くと、接続要素１２は可動質量１１と共に動き、駆動ディスク２１を反時計回りに回転させる。駆動ディスク２１に固定的に結合された第１の歯車２２も反時計回りに回転し、第１の歯車２２と噛み合った第２の歯車２３は時計回りに回転し、弾性要素１４の左端部を左方向に動かす。その結果、第２の歯車２３の中心に対する弾性要素１４の弾性力のフォースアーム（force arm：歯車の中心と弾性要素の伸長方向との間の距離）は減少する。しかし、弾性要素１４にさらに張力がかけられるにつれて、弾性要素１４の弾性力は増加するため、弾性力と対応するフォースアームとの積は基本的に同じになり、その結果、可動質量１１に作用する重力が打ち消され、可動質量１１に作用する重力の望ましくない加速は阻止される。

外力が加えられて可動質量１１が上方に移動すると、第２の歯車２３は、弾性要素１４の弾性力の作用により反時計回りに回転し、第２の歯車２３と噛み合う第１の歯車２２を駆動して時計回りに回転させる。第１の歯車２２に固定的に結合された駆動ディスク２１も時計回りに回転し、したがって、接続要素１２は、可動質量１１に作用力を加えるために移動するように駆動される。可動質量１１の上方への移動中、弾性要素１４の左端部が右方向に移動し、第２の歯車２３の中心に対する弾性力のフォースアームは増加するが、弾性要素１４の緊張度は減少し、弾性要素１４の弾性力は減少する。その結果、弾性力と対応するフォースアームとの積も基本的に同じになり、そのため、可動質量１１に作用する重力は打ち消され、可動質量１１に作用する重力の望ましくない減速は阻止される。

上記の操作プロセスでは、挟角αは、質量バランス手段１０の正常な動作を保証し、予測される効果を実現するために、２０°～６０°の範囲にある。

しかし、挟角αが小さすぎる（２０°未満）という条件では、可動質量１１が下方に移動すると、弾性要素１４の弾性力は増加し、対応するフォースアームは減少するが、フォースアームの減少の量ないし程度は（挟角αが２０°～６０°の範囲にある場合と比べて）より小さいため、弾性力１４と対応するフォースアームの積は増加する、すなわち、この積は可動質量１１に作用する重力よりも大きくなり、可動質量１１への望ましくない加速をもたらす。

挟角αが大きすぎる（６０°超）という条件では、可動質量１１が下方に移動すると、弾性要素１４の弾性力は増加し、対応するフォースアームは減少するが、フォースアームの減少の量ないし程度は（挟角αが２０°～６０°の範囲にある場合と比べて）より大きいため、弾性力１４と対応するフォースアームの積は減少する。すなわち、この積は可動質量１１に作用する重力よりも小さくなるため、可動質量１１に作用する重力を打ち消すことができず、重力は依然として可動質量１１への望ましくない加速をもたらす。

本開示の第２の実施形態による質量バランス手段４０が図２に示されている。

図２に示される第２の実施形態は、図１に示される第１の実施形態に類似しており、歯車セットのみが異なる。簡潔にするために、以下では歯車セットのみを詳細に説明する。

本開示の第２の実施形態による質量バランス手段４０は歯車セット３０を含む。歯車セット３０は、駆動ディスク３１、第１の歯車３２、第２の歯車３３、第３の歯車３４及び第４の歯車３５を含む。駆動ディスク３１は、接続要素１２と共に移動するように接続要素１２の右端部に結合される。第１の歯車３２は駆動ディスク３１に同軸に固定される、すなわち、第１の歯車３２の中心は駆動ディスク３１の中心と同じ軸線に位置し、第１の歯車３２は駆動ディスク３１に固定的に結合され、そのため、駆動ディスク３１及び第１の歯車３２は同じ角速度で回転することができる。

図２に示すように、第２の歯車３３は、第１の歯車３２の下方に位置し、第１の歯車３２と噛み合っている。勿論、本開示の第１の実施形態と同様に、第２の歯車３３の中心と第１の歯車３２の中心との接続線は、回転式ミクロトームの特定の内部空間に応じて決定され得ることであるが、垂直方向と一致する代わりに、垂直方向に対して斜めをなしてもよく、更には垂直方向に対して直角をなすことさえ可能である。

第３の歯車３４は、第２の歯車３３に同軸に固定される、すなわち、第３の歯車３４の中心は第２の歯車３３の中心と同じ軸線に位置し、第３の歯車３４は第２の歯車３３に固定的に結合され、そのため、第３の歯車３４及び第２の歯車３３は同じ角速度で回転することができる。

さらに、図２に示すように、第４の歯車３５は、第３の歯車３４の下方に位置し、第３の歯車３４と噛み合っている。勿論、第２の歯車３３と第１の歯車３２との間の位置関係と同様に、第４の歯車３５の中心と第３の歯車３４の中心との接続線は、回転式ミクロトームの特定の内部空間に応じて決定され得ることであるが、垂直方向と一致する代わりに、垂直方向に対して斜めをなし、更には垂直方向に対して直角をなすことさえある。

第４の歯車３５は弾性要素１４の第１の端部（図２に示す弾性要素１４の右端部）に結合される。弾性要素１４の右端部と第４の歯車３５との結合点は第４の歯車３５の縁部に位置する。結合点と第４の歯車３５の中心との接続線は、垂直方向に対して挟角αを有し、質量バランス手段の動作中、挟角αは、より良いバランス効果が実現できるよう、２０°～６０°の範囲にある。

駆動ディスク３１の直径はＤ３１であり、第１の歯車３２の直径はＤ３２であり、第２の歯車３３の直径はＤ３３であり、第３の歯車３４の直径はＤ３４であり、第４の歯車３５の直径はＤ３５である。駆動ディスク３１の直径Ｄ３１は第１の歯車３２の直径Ｄ３２よりも大きい。第２の歯車３３の直径Ｄ３３は第１の歯車３２の直径Ｄ３２よりも大きい。第２の歯車３３の直径Ｄ３３は第３の歯車３４の直径Ｄ３４よりも大きい。第４の歯車３５の直径Ｄ３５は第３の歯車３４の直径Ｄ３４よりも大きい。歯車セット３０の歯車比は、第１の歯車３２の直径Ｄ３２に対する第２の歯車３３の直径Ｄ３３の比と、第３の歯車３４の直径Ｄ３４に対する第４の歯車３５の直径Ｄ３５の比との積、すなわち、（Ｄ３３／Ｄ３２）×（Ｄ３５／Ｄ３４）である。

駆動ディスク３１、第１の歯車３２、第２の歯車３３、第３の歯車３４及び第４の歯車３５が上記の関係を満たす条件では、歯車比はさらに増加されることができ、したがって、弾性要素１４の変位は、質量バランス手段４０の動作期間では、はるかにより小さくなる。すなわち、弾性要素１４の弾性力の変化はさらに小さくなり、弾性要素１４の疲労損失はさらに低減され、弾性要素１４の耐用年数は延長される。弾性要素１４の変位はさらに減少するにつれて、弾性要素１４が必要とする空間はさらに減少する。これは、回転式ミクロトームの体積及び質量をさらに低減し、回転式ミクロトームの製造コストを低減することに等しい。

弾性要素１４の第２の端部（図２に示す弾性要素１４の左端部）は、回転式ミクロトームのベースフレーム１５に結合される。例えば、弾性要素１４の左端部は調節可能な張力ねじ１６を介してベースフレーム１５に結合されることができ、そのため、弾性要素１４には、実際の要求に従って張力をかけることができる。

本開示の第２の実施形態による質量バランス手段４０の動作プロセスは、本開示の第１の実施形態による質量バランス手段１０の動作プロセスに類似しており、両者の操作プロセスの原理は、可動質量に作用する重力を歯車セットと弾性要素の相互作用によって生成される等しい力によってバランスをとることであるため、本開示の第２の実施形態による質量バランス手段４０の動作プロセスについては、ここでは繰り返さない。

本開示の実施形態では、回転式ミクロトーム１００がさらに提供され、図３に示されるように、本開示の実施形態による回転式ミクロトーム１００は、試料搬送台１０１、カッタホルダ１０２、駆動手段１０３、及び上記の本開示の実施形態による質量バランス手段を含む。試料搬送台１０１には切断する試料１０４が配置される。さらに、図３に示す質量バランス手段は第１の実施形態による質量バランス手段１０であるが、本開示の実施形態による回転式ミクロトームは、本開示の第２の実施形態による質量バランス手段４０も含み得ることを当業者ならば理解できるであろうことに留意されたい。

本開示の実施形態による回転式ミクロトームは、体積及び質量を増加させる必要なく、その限られた空間内でより大きい歯車比を有する質量バランス手段を備えているため、ミクロトームは、小さな体積、より小さい質量及び好都合な操作という利点を有する。

本明細書では、「中央（center）」、「縦（longitudinal）」、「横（lateral）」、「長さ（length）」、「幅（width）」、「深さ（depth）」、「上（up）」、「下（down）」、「前（front）」、「後（rear）」、「左（left）」、「右（right）」、「垂直（vertical）」、「水平（horizontal）」、「上（top）」、「下（bottom）」、「内側（inner）」、「外側（outer）」、「時計回り（clockwise）」、「反時計回り（counterclockwise）」、「軸方向（axial direction）」、「半径方向（radial direction）」、「円周方向（circumferential direction）」などの用語は、その都度説明されているまたは議論中の図面に示されている方向を指すと解釈されるべきであることを理解されるべきである。これらの相対的な用語は、説明の便宜上のものであり、本開示が特定の方向で構成または操作されることを必要としないため、本開示を限定すると解釈されるべきではない。

さらに、「第１」及び「第２」などの用語は、本明細書では説明の目的で使用されるものであり、相対的な重要性もしくは意義を示すまたは示唆すること、または示された技術的特徴の数を示唆することを意図するものではない。したがって、「第１」及び「第２」で定義される特徴は、この特徴の１つまたは２つ以上を含み得る。本開示の説明では、「複数の（a plurality of）」は、別段に特定されない限り、２つまたは３つ以上を意味する。

本開示では、別段に特定または限定されない限り、「取付（mounted）」、「結合（connected）」、「連結（coupled）」、「固定（fixed）」という用語は広義に理解されるべきであり、例えば、固定的な結合、取り外し可能な結合、または一体的な結合であることも可能であり、更に、直接的結合または介在構造を介した間接的結合であることも可能であり、更には、別段に特定または限定されない限り、特定の状況に応じて当業者が理解できる２つの要素の内的伝達（連絡）または相互作用関係であることも可能である。

本開示では、別段に特定または限定されない限り、第１の特徴が第２の特徴の「上に（on）」または「下方に（below）」ある構造は、第１の特徴が第２の特徴と直接接触する形態を含むことが可能であり、更には、第１の特徴と第２の特徴が互いに直接接触するのではなく、それらの間に形成される追加の特徴を介して接触する形態も含むことも可能である。さらに、第２の特徴の「上に（on）」、「上方に（above）」または「頂部に（on top of）」ある第１の特徴とは、第１の特徴が第２の特徴の直ぐまたは斜めの「上に（on）」、「上方に（above）」、または「頂部に（on top of）」ある形態を含むことが可能であり、または単に第１の特徴が第２の特徴の高さよりも高い位置にあることを意味し、他方、第２の特徴の「下方に（below）」、「下に（under）」、または「底部に（on bottom of）」ある第１の特徴は、第１の特徴が第２の特徴の直ぐまたは斜めの「下方に（below）」、「下に（under）」、または「底部に（on bottom of）」にある形態を含むことが可能であり、または、単に第１の特徴が第２の特徴の高さよりも低い位置にあることを意味する。

本明細書を通して、「一実施形態（an embodiment）」、「いくつかの実施形態（some embodiments）」、「一実施例（an example）」、「特定の実施例（a specific example）」、または「いくつかの実施例（some examples）」への言及は、実施形態または実施例に関連して説明される特定の特徴、構造、材料、または性質が、本開示の少なくとも１つの実施形態または実施例に含まれることを意味する。本明細書では、上記の用語の説明記載は、必ずしも同じ実施形態または実施例を参照するものではない。さらに、特定の特徴、構造、材料、または性質は、１つまたは２つ以上の実施形態または実施例において任意の適切な方法で組み合わせられ得る。さらに、異なる複数の実施形態または実施例は、当業者によって組み合わされるか、または結合されることができる。

本開示の実施形態を示し説明してきたが、上記の実施形態は例示的なものであり、本開示を限定するものと解釈すべきではなく、当業者によって、本開示の範囲から逸脱することなく、実施形態の変更、代替、変形及び修正を行うことができることを理解されたい。

Claims (13)

1. 回転式ミクロトームに使用される質量バランス手段であって、
   接続要素、但し、接続要素の第１の端部は回転式ミクロトームの可動質量に結合されるよう構成される；
   予め設定される歯車比を有する歯車セット、但し、歯車セットの第１の端部は接続要素の第２の端部に結合されている；及び、
   弾性要素、但し、弾性要素は予め張力をかけられ調整可能であり、弾性要素の第１の端部は可動質量のバランスをとるように歯車セットの回転に伴って移動するために歯車セットの第２の端部に結合されている、
   を含む
   質量バランス手段。
2. 請求項１に記載の質量バランス手段において、
   歯車セットは、
   接続要素の第２の端部に結合された駆動ディスク；及び、
   少なくとも２つの歯車、但し、駆動ディスクに隣接する該少なくとも２つの歯車のうちの１つの歯車は駆動ディスクに同軸に固定されており、弾性要素に隣接する該少なくとも２つの歯車のうちの別の１つの歯車は弾性要素の第１の端部に結合されている、
   を含む
   質量バランス手段。
   
3. 請求項２に記載の質量バランス手段において、
   前記少なくとも２つの歯車は、
   駆動ディスクに同軸に固定された第１の歯車；及び、
   第１の歯車と噛み合い、弾性要素の第１の端部に結合された第２の歯車、
   を含む
   質量バランス手段。
4. 請求項３に記載の質量バランス手段において、
   駆動ディスクの直径は第１の歯車の直径よりも大きく、第２の歯車の直径は第１の歯車の直径よりも大きく、歯車セットの歯車比は第１の歯車の直径に対する第２の歯車の直径の比である、
   質量バランス手段。
5. 請求項２に記載の質量バランス手段において、
   前記少なくとも２つの歯車は、
   駆動ディスクに同軸に固定された第１の歯車；
   第１の歯車と噛み合う第２の歯車；
   第２の歯車に同軸に固定された第３の歯車；及び、
   第３の歯車と噛み合い、弾性要素の第１の端部に結合された第４の歯車、
   を含む
   質量バランス手段。
6. 請求項５に記載の質量バランス手段において、
   駆動ディスクの直径は第１の歯車の直径よりも大きく、第２の歯車の直径は第１の歯車の直径よりも大きく、第２の歯車の直径は第３の歯車の直径よりも大きく、第４の歯車の直径は第３の歯車の直径よりも大きく、歯車セットの歯車比は第１の歯車の直径に対する第２の歯車の直径の比と、第３の歯車の直径に対する第４の歯車の直径の比との積である、
   質量バランス手段。
7. 請求項２～６のいずれかに記載の質量バランス手段において、
   弾性要素の第１の端部と弾性要素に隣接する前記少なくとも２つの歯車のうちの前記別の１つの歯車との結合点は、弾性要素に隣接する前記少なくとも２つの歯車のうちの前記別の１つの歯車の縁部に位置する、
   質量バランス手段。
   
8. 請求項７に記載の質量バランス手段において、
   結合点と弾性要素に隣接する前記少なくとも２つの歯車のうちの前記別の１つの歯車の中心との接続線は垂直方向に対して挟角αを有し、質量バランス手段の動作中、該挟角αは２０°～６０°の範囲にある、
   質量バランス手段。
   
9. 請求項１～６のいずれかに記載の質量バランス手段において、
   接続要素を支持及び偏向するように構成された支持要素をさらに含む、
   質量バランス手段。
10. 前記弾性要素がばねである、請求項１～６のいずれか１項に記載の質量バランス手段。
11. 請求項１～６のいずれかに記載の質量バランス手段において、
    接続要素はコンベヤベルトである、
    質量バランス手段。
12. 請求項１～６のいずれかに記載の質量バランス手段において、
    弾性要素の第２の端部は、調整可能な張力ねじを介して回転式ミクロトームのベースフレームに結合されている、
    質量バランス手段。
13. 請求項１～１２のいずれかに記載の質量バランス手段を含む、回転式ミクロトーム。

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