JP7403160B2 - マイクロヘッド - Google Patents

Description

本発明は、マイクロヘッドに関する。
特に、簡易な機構であっても、バックラッシュや軸ブレを低減することができるマイクロヘッドに関する。

一般的に、マイクロヘッドとは、数μｍ単位の微細な送りが可能な送り機構のことをいい、スピンドルに備えられた雄ネジと、スリーブに備えられた雌ネジとが螺合されて、軸上を移動する構造である。
従来、スピンドルとスリーブ（スピンドル支持筒）の間に発生するバックラッシュやスピンドルに加わるねじれ等を軽減し、応答性や繰り返し精度を向上させるマイクロヘッドが各種提案されている。

例えば、スピンドルの雄ネジ部に螺合する雌ネジ部を有する与圧リングと、与圧リングとスリーブとが離間する方向に付勢する与圧ばねと、与圧リングとの間に与圧ばねを挟むように調整ナットとを備えることで、バックラッシュを低減するマイクロヘッドが提案されている（特許文献１参照）。

より具体的には、図７に例示されるマイクロヘッドが提案されている。
マイクロヘッド１００ａは、内周面に雌ねじ部が形成されたスピンドル支持筒１２０と、このスピンドル支持筒１２０の雌ねじ部１２１に螺合する雄ねじ部を外周面に有するスピンドル１１０ａとを備えている。
また、スピンドルの雄ねじ部に螺合する雌ねじ部１６１を有する与圧リング１６０と、スピンドルの外周において与圧リング１６０とスピンドル支持筒１２０との間に挿入され与圧リング１６０をスピンドル支持筒１２０に対して離間する方向へ付勢する与圧ばね１７０とを備えている。
そして、与圧リング１６０の外周縁には、スピンドル１１０ａの軸方向へ貫通する貫通孔が形成され、スピンドル支持筒１２０に軸方向と平行に連結された係合ピン１８０に対して貫通孔が軸方向に変位可能に係合されている。
このため、調整ナット１５０と与圧リング１６０が、ダブルナットの働きをして、バックラッシュを低減することができる。

また、固定スリーブの外周面にスピンドルの雄ネジ部と同じピッチの雄ネジ部が形成され、シンブルの内周面に固定スリーブの雄ネジ部に螺合する雌ネジ部が形成されることで、スピンドルのねじれ等を防止するマイクロヘッドが提案されている（特許文献２参照）。

より具体的には、図８に例示されるマイクロヘッドが提案されている。
図８（ａ）は、マイクロメータ２００の平面図、図８（ｂ）は、マイクロヘッド２００ａの、図８（ａ）中のＡ－Ａ線に沿った断面図である。
マイクロヘッド２００ａは、スピンドル２１０と、固定スリーブ２２０と、シンブル２３０と、操作スリーブ２４０と、を備えている。固定スリーブ２２０は、スピンドル２１０の雄ネジ部２１０ａに螺合する雌ネジ部２２１と、シンブル２３０の雌ネジ部２３１に螺合する雄ネジ部２２３と、備えている。

このマイクロヘッド２００ａでは、操作スリーブ２４０を回転させると、スピンドル２１０がその軸方向に沿って移動する。
一方、このマイクロヘッド２００ａでは、操作スリーブ２４０に、本来の力以外の力、例えばねじれ力やラジアル方向の力等が加わると、この力もシンブル２３０に伝わる。しかし、シンブル２３０が、固定スリーブ２２０の雄ネジ部２２３に螺合する雌ネジ部２３１を備えているので、シンブル２３０に伝わった、本来の力以外の力は、固定スリーブ２２０によって受けられる。
このため、ねじれ力やラジアル方向の力がスピンドル２１０に加わることがないから、スピンドルの軸ブレを防止できる。

特開２０１０－２１０５５６号公報 特開２０１１－２２６８３９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたマイクロヘッドの場合、調整ナット１５０と与圧リング１６０との間の与圧ばね１７０によって、ネジ溝を押さえつける構造上、その弾性力を超える力が加わると、ばねが押し戻され、バックラッシュを低減する効果が得られないという問題があった。
また、スピンドル支持筒１２０に加えて、調整ナット１５０と与圧リング１６０にも、それぞれネジ構造を持たせる必要があるため、構造が複雑になるという問題があった。

また、特許文献２に開示されたマイクロヘッドの場合、シンブル２３０の雌ネジ部２３１と固定スリーブ２２０とにより、本来の力以外の力を軽減できるとの記載はあるが、スピンドル２１０のバックラッシュについて何ら考慮されていなかった。
また、固定スリーブ２２０の内側に加えて、外側にも雄ネジ部を有し、シンブル２３０に設けた雌ネジ部２３１と螺合させることで軸ブレを防止する構造上、加工や組み立てに高い精度が必要であるという問題があった。
さらに、スピンドル２１０と固定スリーブ２２０との間、固定スリーブ２２０とシンブル２３０との間にそれぞれバックラッシュが存在することから、雄ネジ部２２３と雌ネジ部２３１との間に働く応力が弱く、ロック機構なしでは、意図せずに振動等によりスピンドル２１０がズレてしまう問題があった。

そこで、本発明の発明者は、鋭意検討した結果、スピンドルと、所定のスリーブと、シンブルと、スリーブに固定された所定のバックラッシュ吸収部材とを備えることにより、簡易な構造であっても、バックラッシュや軸ブレを低減できることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明によれば、簡易な構造であっても、バックラッシュや軸ブレを効果的に低減することができるマイクロヘッド及びこれを用いたステージ機構を提供することを目的とする。

本発明は、摺動部及びネジ部を有するスピンドルと、スピンドルの軸方向に沿って、貫通孔を有するスリーブと、当該スリーブを回転軸として回転可能で、一部でスピンドルの一端に接続されているシンブルと、金属螺合部材及び樹脂螺合部材を含んでおり、スリーブ内の、スピンドルのネジ部に対向する位置で、スリーブに固定されているバックラッシュ吸収部材と、を備えたマイクロヘッドであって、スリーブが、貫通孔の途中に、バックラッシュ吸収部材に直接又は間接的に当接する段差部を有するマイクロヘッドである。
このように構成することにより、バックラッシュ吸収部材を突き当てて、スピンドルに対して、バックラッシュ吸収部材を強く締めこむことができる。
そのため、スリーブ自体に螺合部やカラー等を設けて、バックラッシュ部材を押し付ける必要がなくなり、簡易な構成であっても、バックラッシュや軸ブレを効果的に低減することができる。

また、本発明を構成するに当たり、スリーブが、段差部よりもシンブル側に、バックラッシュ吸収部材をはめ込む収容部を有し、段差部よりもスピンドルの先端側に、摺動部のスライドを案内するガイド部を有し、収容部の径をαｍｍとし、ガイド部の径をβｍｍとし、段差部の径をＤｍｍとした場合に、下記関係式（１）を満たすことが好ましい。
α＞Ｄ≧β （１）
このように構成することにより、収容部の径と、ガイド部の径と、段差部の径と、をそれぞれ調整することで、予めスピンドルに、バックラッシュ部材を螺合させた状態で、スリーブへ挿入させることが容易になって、より効果的にバックラッシュや軸ブレを低減することができる。

また、本発明を構成するに当たり、スリーブが、スピンドルの軸に沿った方向について、スリーブの全長をＬ（ｍｍ）とし、ガイド部の占める長さをＬ_Ｇ（ｍｍ）とした場合に、下記関係式（２）を満たすことが好ましい。
０．３Ｌ≦Ｌ_Ｇ≦０．９Ｌ （２）
このように構成することにより、スピンドルに対する、ガイド部が占める割合を調整できるため、より効果的に軸ブレを低減できるとともに、操作に適した摩擦に設定することで操作性もより向上させることができる。

また、本発明を構成するに当たり、スリーブが、シンブル側に、バックラッシュ吸収部材の、収容部へのはめ込み口となる開口部を有することが好ましい。
このように構成することにより、予めスピンドルに、バックラッシュ部材を螺合させた状態で、スリーブへ挿入させることが容易にできる。
また、バックラッシュ吸収部材を、スリーブ内の所定位置にセルフアライメントで実装できるため、組み立てがより容易にできる。
よって、簡易な構成であっても、バックラッシュや軸ブレを、より効果的に低減することができる。

また、本発明を構成するに当たり、スリーブが、バックラッシュ吸収部材の位置ズレを防ぐ固定部材を有することが好ましい。
このように構成することにより、バックラッシュ吸収部材を、段差部に対して突き当てた状態で、固定することが容易にできる。
また同時に、スピンドルの回転に伴って、バックラッシュ吸収部材がスリーブ内で回転してしまうことを防止することが容易にできる。
よって、簡易な構成であっても、バックラッシュや軸ブレを、より効果的に低減することができる。

また、本発明を構成するに当たり、バックラッシュ吸収部材が、スピンドルの軸に沿った方向について、バックラッシュ吸収部材の全長をＬ_Ｂ（ｍｍ）とし、樹脂螺合部材の占める長さをＬ_Ｒ（ｍｍ）とした場合に、下記関係式（３）を満たすことが好ましい。
０．０５Ｌ_Ｂ≦Ｌ_Ｒ≦０．７Ｌ_Ｂ （３）
このように構成することにより、スピンドルの軸に沿った方向について、バックラッシュ吸収部材の全長に対して、樹脂螺合部材の占める長さの割合を規定できるため、より効果的にバックラッシュや軸ブレを低減することができ、操作性もより向上させることができる。

また、本発明を構成するに当たり、金属螺合部材が、２つの筒状部材を有し、当該筒状部材の一方を第１筒状部材とし、他方を第２筒状部材とした場合に、樹脂螺合部材が、第１筒状部材と第２筒状部材の間に位置することが好ましい。
このように構成することにより、樹脂螺合部材の軸方向の位置が固定されるので、スリーブ自体に螺合部やカラー等を設けて、バックラッシュ部材を押し付ける必要がなくなり、簡易な構成であっても、バックラッシュや軸ブレを効果的に低減することができる。
また、２つの筒状部材で挟むことで、樹脂螺合部材に一定の力をかけつつ、スピンドルに螺合した状態にできるため、組み立てをより容易にすることができる。

また、本発明を構成するに当たり、金属螺合部材が、樹脂螺合部材としての樹脂リングを内包することが好ましい。
このように構成することにより、樹脂螺合部材に対する応力のかけ具合を調整しやすくなり、操作性を、より向上させることができる。
また、樹脂螺合部材を外部の衝撃から保護できるため、組み立てをより容易にすることができ、簡易な構造であっても、より効果的にバックラッシュや軸ブレを低減できる。

図１（ａ）は、第１の実施形態のマイクロヘッドの斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のＡ－Ａ線に沿って切断して、矢印に沿った方向から眺めた場合のマイクロヘッドの断面図である。 図２（ａ）～（ｃ）は、スリーブの構成例を説明するために供する図である。 図３（ａ）は、バックラッシュ吸収部材として、金属製の筒状部材の間に、樹脂螺合部材を設けた場合の分解斜視図であり、図３（ｂ）は、バックラッシュ吸収部材として、一方の金属製の筒状部材を、樹脂螺合部材としての樹脂リングを内包する金属保護カバーとした場合の分解斜視図である。 図４（ａ）は、図３（ａ）に示したバックラッシュ吸収部材の拡大断面図であり、図４（ｂ）は、図３（ｂ）に示したバックラッシュ吸収部材の拡大断面図である。 図５（ａ）は、第２の実施形態のマイクロヘッドの使用例であるステージ機構を示した斜視図であり、図５（ｂ）はこのステージ機構の側面図であり、図５（ｃ）は、第２接続部の要部Ｑを説明する一部断面図である。 図６（ａ）は、ステージ機構のガイドレール構造に着目した分解斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ－Ｂ線に沿って切断して、矢印に沿った方向から眺めた場合の断面図であり、図６（ｃ）は他のガイドレール構造の断面図である。 図７は、従来のマイクロヘッドの断面図である。 図８（ａ）は、従来のマイクロヘッドの平面図、図８（ｂ）は従来の別のマイクロヘッドの断面図である。

以下、図面を参照してこの発明のマイクロヘッド及びこれを用いたステージ機構の実施形態について説明する。
また、説明に用いる各図において、同様な構成成分については同一の符号を付して示し、その説明を省略する場合もある。
そして、説明に用いる各図はこの発明を理解できる程度に概略的に示してあり、以下の説明中で述べる形状、寸法、材質等は、この発明の範囲内の好適例にすぎない。従って、本発明は以下の実施形態のみに限定されるものではない。

［第１の実施形態］
第１の実施形態は、図１に示すように、摺動部１１ａ及びネジ部１１ｂを有するスピンドル１１と、貫通孔を有するスリーブ１３と、一部でスピンドル１１の一端に接続されているシンブル１５と、金属螺合部材１８ｂ及び樹脂螺合部材１８ｃを含むバックラッシュ吸収部材１７と、を備えている。
また、スリーブ１３は、貫通孔の途中に、バックラッシュ吸収部材１７に直接又は間接的に当接する段差部１３ｃを有していることを特徴とするマイクロヘッド１０である。
以下、各構成成分の詳細と相互の関係について説明する。

１．スピンドル
スピンドル１１は、回転させることにより、スピンドルに螺合された部材を、図１（ｂ）の符号Ｓ_１で示すスピンドル１１の軸方向（以降、軸方向と称する場合がある。）に移送するための円柱状の部材であり、その軸方向に沿う所望部分に摺動部１１ａとネジ部１１ｂとを持つ部材である。
摺動部１１ａの長さとネジ部１１ｂの長さとの比は、マイクロヘッドの設計に応じ決めることができるが、ネジ部１１ｂは、後述のバックラッシュ吸収部材に螺合させておく部分が必要であり、摺動部１１ａよりも長いことが好ましい。
すなわち、摺動のし易さ、ネジ送りの安定性、そして、後に説明するバックラッシュ吸収効果が有効に得られるように、摺動部１１ａとネジ部１１ｂの比は、通常１：１～１：３の範囲内の値とすることが好ましい。
また、スピンドル１１の摺動部１１ａの部分の直径は、スピンドル１１のネジ部１１ｂの部分の直径と等しいか、大きくすることが好ましい。この理由は、スリーブ１３への挿入が容易等の利点があるからである。

また、このスピンドル１１は、強度や加工性の観点から金属材料で構成するのが良い。このような金属材料として、例えば、ステンレス、高炭素クロム軸受鋼、合金工具鋼、鋳鉄、炭素鋼鋼材等を挙げることができる。
ステンレスの具体例としては、ＳＵＳ３０４をはじめとする、例えば、ＪＩＳＧ４３０３に規定されているステンレスを挙げることができる。
高炭素クロム軸受鋼の具体例としては、例えば、ＪＩＳＧ４８０５に規定されている、ＳＵＪ２，ＳＵＪ３，ＳＵＪ４，ＳＵＪ５等を挙げることができる。
合金工具鋼の具体例としては、例えば、ＪＩＳＧ４４０４に規定されている、ＳＫＳ材、ＳＫ材、ＳＫＤ材、ＳＫＴ材等を挙げることができる。
鋳鉄の具体例としては、いわゆる普通鋳鉄、合金鋳鉄等を挙げることができる。
炭素鋼鋼材の具体例としては、ＳＣ４５Ｃ等を挙げることができる。
この実施形態では、これに限られないが、スピンドル１１を、高炭素クロム軸受鋼により構成してある。この材料は、ブリネル硬度等の物性に優れ、熱膨張率等において他の部材との相性に優れるため、より好ましい。

２．スリーブ
（１）主構成
スリーブ１３は、スピンドル１１が組み込まれる部材であって、内部に設けた後述のバックラッシュ吸収部材１７を介して、スピンドル１１と螺合しており、軸受けの役割を果たす部材である。
また、スリーブ１３は、主構成として、スピンドル１１の軸方向に沿って、貫通孔を有しており、貫通孔の途中に後述の所定の段差部１３ｃを有している。
ここで、スリーブ１３の材料としては、強度や加工性の観点から金属材料で構成することが好ましい。このような金属材料として、例えば、ステンレス、炭素工具鋼、合金工具鋼、クロム鋼、マンガン鋼、炭素鋼鋼材等を挙げることができる。この実施形態では、スリーブ１３を、炭素鋼鋼材の一種であるＳ４５Ｃにより構成してある。この材料は、ブリネル硬度等の物性に優れ、熱膨張率等において他の部材との相性に優れるため、より好ましい。

（２）段差部
段差部１３ｃは、バックラッシュ吸収部材１７を突き当てることで、スピンドル１１に対して、バックラッシュ吸収部材１７を強く締めこむための部位である。
これは、バックラッシュ吸収部材１７の角部を段差部１３ｃに突き当てることで、その応力が、軸方向に対して、わずかにスピンドル１１の内側に向って傾いた方向に働いて、スピンドル１１に対して、バックラッシュ吸収部材１７を締めこむ力が向上すると考えられる。
また、段差部１３ｃは、スリーブ１３の貫通孔の途中に設けられ、バックラッシュ吸収部材に直接又は間接的に当接する部位である。
ここで、貫通孔の途中とは、段差部１３ｃを介して、バックラッシュ吸収部材１７の反対側に、バックラッシュ吸収部材１７の、スピンドル１１の軸方向における長さよりも長い領域を有する位置を示す。
また、バックラッシュ吸収部材１７に間接的に当接する場合とは、例えば、バックラッシュ吸収部材１７と段差部１３ｃとの間に、接触面の安定性を向上する平ワッシャーや、バックラッシュ吸収部材１７の回転を防止する回り止めワッシャー等を介して当接する場合を示す。

また、段差部１３ｃは、例えば、スリーブ１３に対して貫通孔を空けた後、シンブル１５側から、直径Ｄｍｍで、後述のガイド部１３ｂの長さを残して座繰りを入れ、さらにシンブル１５側から、後述の収容部１３ａの長さで、後述の収容部１３ａとしての直径αの座繰りを入れることで形成することができる。
この時、後述のガイド部１３ｂとしての直径βと直径Ｄが同じ場合には、スリーブ１３に対して、直径β（Ｄ）の貫通孔を空けた後、シンブル１５側から、収容部１３ａの長さで、直径αの座繰りを入れるだけで、段差部１３ｃが形成できる。

また、段差部１３ｃの高さＨは、後述の収容部１３ａの直径αと直径Ｄによって決定される値であって、（α－Ｄ）／２によって求められる値である。
ここで、直径Ｄは、スピンドル１１の直径よりも大きければ良いが、バックラッシュ吸収部材１７に直接当接する場合を考えて、安定して突き当てる高さＨを確保する観点から、α／４≦Ｄ≦３α／４の関係を満たすことが好ましい。

また、段差部１３ｃは、面取りされたテーパー部を有することが好ましい。
この理由は、段差部１３ｃが、所定のテーパー部を有することで、バックラッシュ吸収部材１７が突き当てられた際に、スピンドル１１に対して、バックラッシュ吸収部材１７を強く締めこむことが、より容易にできるためである。
すなわち、軸方向に垂直な場合を０°として、段差部１３ｃのバックラッシュ吸収部材１７に対する当接面とのなす角度（以降、段差部１３ｃのテーパー部の角度と称する場合がある。）が０°を超える値であることが好ましく、５°を超える値であることが好ましく、１０°を超える値であることがさらに好ましい。
また、段差部１３ｃのテーパー部の角度が４５°以下であることが好ましく、４０°以下であることがより好ましく、３０°以下であることがさらに好ましい。
そして、具体的な段差部１３ｃのテーパー部の大きさとしては、段差部１３ｃの高さＨ方向において、Ｈ／５以上の大きさとすることが好ましく、Ｈ／３以上の大きさとすることがより好ましく、段差部１３ｃの高さＨと同じ値とすることがさらに好ましい。

（３）収容部、ガイド部
（３）－１ 構成
スリーブ１３は、貫通孔を有しており、途中に段差部１３ｃを有する構成であり、段差部１３ｃよりもシンブル１５側に、バックラッシュ吸収部材１７をはめ込む収容部１３ａを有しており、段差部１３ｃよりもスピンドルの先端側に、摺動部のスライドを案内するガイド部１３ｂを有していることが好ましい。
この理由は、スリーブ１３に対して、バックラッシュ吸収部材１７の大きさに合わせた収容部１３ａを形成することで、所定位置にセルフアライメントで実装できからである。
また、スリーブ１３に対して、摺動部１１ａの径に合わせたガイド部１３ｂを形成することで、実質的に、カラー等の軸ブレ防止のための部材を設けなくても、より効果的に軸ブレを低減することができるためである。

また、収容部１３ａは、シンブル１５側から、スピンドル１１の先端側に設けられた、バックラッシュ吸収部材１７の全長Ｌ_Ｂｍｍ（図４参照）と同程度の長さＬ_Ａｍｍ（図１参照）、直径αｍｍを有する部分である。
そして、ガイド部１３ｂは、スリーブ１３における、スピンドル１１の先端側に設けられた、長さＬ_Ｇｍｍ（図１参照）であって、摺動部１１ａよりも所定の公差だけ大きい直径βｍｍを有する部分である。
ここで、直径αと、直径βと、直径Ｄは、マイクロヘッド１０を用いる設備の大きさに応じた値で良いが、下記関係式（１）を満たすことが好ましい。
α＞Ｄ≧β （１）
この理由は、このような関係性にすることにより、スリーブ１３に対して、バックラッシュ吸収部材１７を螺合させた状態で、シンブル１５側から、スピンドル１１を挿入でき、より効果的にバックラッシュを低減させることができるためである。
また、具体的な収容部１３ａの直径αとしては、６～２００ｍｍの範囲内の値であることが好ましく、８～１００ｍｍの範囲内の値であることがより好ましく、１０～３０ｍｍの範囲内であることがさらに好ましい。
そして、具体的なガイド部１３ｂの直径βとしては、４～１８０ｍｍの範囲内の値であることが好ましく、６～８０ｍｍの範囲内の値であることがより好ましく、８～２０ｍｍの範囲内の値であることがさらに好ましい。
この理由は、かかる範囲内の値とすることで、一般的に使用されるドリルや切削刃によって、目的のマイクロヘッドを容易に製造できるためである。

（３）－２ ガイド部の長さＬ_Ｇ
また、ガイド部１３ｂの長さＬ_Ｇは、軸ブレ防止効果を得ることができるように、スピンドル１１の回転及び摺動を妨げないように選択する。
具体的には、所定の長さＬ_Ｇは、スリーブ１３の全長をＬと表したとき、下記関係式（２）を満たすことが好ましい。
０．３Ｌ≦Ｌ_Ｇ≦０．９Ｌ （２）
この理由は、かかる範囲内の値とすることで、実質的に、カラー等の軸ブレ防止部材を設けることなく、スピンドル１１を、より効果的に円滑かつ軸ブレなく摺動させることができるためである。
よって、ガイド部１３ｂの所定の長さＬ_Ｇは、０．４Ｌ≦Ｌ_Ｇ≦０．８Ｌを満たすことがより好ましく、０．５Ｌ≦Ｌ_Ａ≦０．７Ｌを満たすことがさらに好ましい。

（３）－３ 収容部の長さＬ_Ａ
また、収容部１３ａの長さＬ_Ａは、バックラッシュ吸収効果を得ることができるようにスピンドル１１のネジ部１１ｂに接触でき、かつ、スピンドルの摺動性も得られるように、選択する。
具体的には、所定の長さＬ_Ａは、スリーブ１３の全長をＬと表したとき、下記関係式（２－２）を満たすことが好ましい。
０．１Ｌ≦Ｌ_Ａ≦０．５Ｌ（但し、Ｌ_Ａ＋Ｌ_Ｇ≦Ｌ） （２－２）
この理由は、この発明に係るスリーブ１３の貫通孔１２ａは、所定の収容部１３ａを備えているため、バックラッシュ吸収部材１７をスリーブ１３のシンブル１５側の端部からスリーブ１３内に挿入すると、バックラッシュ吸収部材１７はスリーブ１３内の所定位置（すなわち収容部１３ａ）にセルフアライメントで、実装できるからである。このため、目的のマイクロヘッド１０を容易に製造できる。
よって、収容部１３ａの所定の長さＬ_Ａは、０．１５Ｌ≦Ｌ_Ａ≦０．４５Ｌを満たすことがより好ましく、０．２Ｌ≦Ｌ_Ａ≦０．４Ｌを満たすことがさらに好ましい。
ここで、具体的なスリーブ１３の全長Ｌとしては、３０～３００ｍｍの範囲内の値であることが好ましく、４０～１５０ｍｍの範囲内の値であることがより好ましく、５０～１００ｍｍの範囲内の値であることがさらに好ましい。
この理由は、かかる範囲内の値とすることで、スリーブ１３に収容部１３ａとしての座繰りを設ける際に、一般的な加工機であっても、目的のマイクロヘッド１０をより精度よく、製造できるためである。

（４）固定部材
スリーブ１３は、バックラッシュの位置ズレを防ぐ固定部材１７ｄを、備えていることが好ましい。
この理由は、固定部材１７ｄを、スリーブ１３に設けたネジ穴やピン穴を介して、バックラッシュ吸収部材１７に挿入して、バックラッシュ吸収部材１７の軸方向の位置を固定することが、より容易にできるためである。また同時に、バックラッシュ吸収部材１７がスピンドル１１と一緒に回転してしまうことを防ぐことが、より容易にできるためである。
すなわち、より簡易な構成で、バックラッシュや軸ブレを低減することができるためである。
具体的な固定部材１７ｄとしては、スリーブ１３に対して、バックラッシュ吸収部材１７を接着した状態で、後から、バックラッシュ吸収部材１７ごと、スリーブ１３の周面にピン穴を設け、そのピン穴に打ち込むセットピンが挙げられる。
また、バックラッシュ吸収部材１７を接着した状態で、後から、バックラッシュ吸収部材１７ごと、スリーブ１３の周面にネジ穴を設け、そのネジ穴に埋め込むイモネジが挙げれる。
なお、バックラッシュ吸収部材１７は、スリーブ１３に対して接着せずに、予めピン穴をあけておき、スリーブ１３の周面に設けたピン穴やネジ穴と位置を合わせて、固定部材１７ｄで固定することも好ましい。
この理由は、バックラッシュ吸収部材１７を脱着可能として、調整や部品交換等をより容易に行うことができるためである。

（５）開口部
また、スリーブ１３は、バックラッシュ吸収部材１７の収容部１３ａへのはめ込み口となる開口部を、シンブル１５側に有していることが好ましい。
この理由は、予めスピンドル１１に対して、バックラッシュ吸収部材１７を螺合しておき、その状態のままスピンドル１１を貫通孔１２ａに挿入することで、バックラッシュ吸収部材１７を収容部１３ａに配置でき、より容易に組み立てを行うことができるためである。
また、バックラッシュ吸収部材１７としての金属螺合部材１８ｂと樹脂螺合部材１８ｃとを、予め応力を掛けた状態で螺合しておくことで、樹脂螺合部材に対する応力のかけ具合を調整しやすくなり、より効果的にバックラッシュを低減できるためである。

（６）スリーブの構成例
スリーブ１３の第１の構成例としては、図２（ａ）に示すように、ガイド部１３ｂの直径βを、段差部の直径Ｄと同じにして、収容部１３ａの直径αよりも小さくした例（α＞Ｄ＝β）が挙げられる。
かかる構成とした場合、収容部１３ａとガイド部１３ｂの直径を決定するだけで、自動的に段差部の直径Ｄが決定されるため、段差部１３ｃをより容易に形成することができるとともに、より簡易な構成にできるため好ましい。また、直径α＞直径βとすることで、バックラッシュ吸収部材１７を螺合させた状態で、シンブル１５側からスピンドル１１を挿入することが、より容易にできる。

また、スリーブ１３の第２の構成例としては、図２（ｂ）に示すように、ガイド部１３ｂの直径βを、段差部の直径Ｄよりも小さくして、収容部１３ａの直径αよりも大きくした例（α＞Ｄ＞β）が挙げられる。
かかる構成とした場合、第１の構成例と同様に、直径α＞直径βとなり、バックラッシュ吸収部材１７を螺合させた状態で、シンブル１５側からスピンドル１１を挿入することが、より容易にできる。
また、直径Ｄ＞直径βであるから、スピンドル１１のネジ部の径よりも細い先端をもつ、マイクロヘッドが構成できる。

また、スリーブ１３の構成例３としては、図２（ｃ）に示すように、ガイド部１３ｂの直径βを、段差部の直径Ｄよりも小さくして、収容部１３ａの直径αよりも大きくした例（β＞α＞Ｄ）が挙げられる。
かかる構成とした場合は、スピンドル１１のネジ部の径よりも太い先端をもつ、マイクロヘッドが構成でき、使用用途に合わせることができる。

３．シンブル
シンブル１５は、一端が開口部となっている円筒状の部材である。このシンブル１５は、開口部側からスリーブ１３の一部が、所定の嵌め合い具合で挿入されていて、かつ、スリーブ１３を回転軸としてスリーブ１３に対して回転可能な部材である。
しかも、このシンブル１５は、スリーブ１３が挿入される開口部とは反対側の端面で、スピンドル１１の一端に接続されている部材である。具体的には、この実施形態の場合、シンブル１５の開口とは反対側の端部を、ネジ１５ａによって、スピンドル１１の一端面に固定してある。従って、このマイクロヘッド１０では、スピンドル１１とシンブル１５とが直に接続された構造となっている。

また、任意の位置からの回転度合いを表すために、シンブル１５の開口部側の端部には、外周に沿って、所定の副目盛１５ｂ（図１（ａ）参照）が設けてある。
また、この実施形態のシンブル１５の開口部とは反対側の端部は、他の部分より径を太くしてあり、しかも、径を大きくした部分の外周面にローレット加工を施して、操作つまみ１５ｃとしてある。当該マイクロヘッド１０の操作性を高めるためである。
このシンブル１５は、強度や加工性の観点から金属材料で構成するのが良い。このような金属材料として、例えば、例えば、ステンレス、アルミニウム、炭素工具鋼、合金工具鋼、クロム鋼、マンガン鋼等を挙げることができる。この実施形態では、シンブル１５を、合金工具鋼（ＳＫＴ６）により構成してある。この材料は、ブリネル硬度等の物性に優れ、熱膨張率等において他の部材との相性に優れるため、より好ましい。

４．バックラッシュ吸収部材
（１）基本構成
バックラッシュ吸収部材１７は、スピンドル１１との螺合部分において、バックラッシュを低減させるための部材であり、金属螺合部材１８ｂ及び樹脂螺合部材１８ｃを含み、スリーブ１３内の、スピンドルのネジ部に対向する位置で、スリーブに固定されている部材である。
また、バックラッシュ吸収部材１７の全長をＬ_Ｂ（ｍｍ）とし、樹脂螺合部材１８ｃの占める長さをＬ_Ｒ（ｍｍ）とした場合に、下記関係式（３）を満たしていることが好ましい。
０．０５Ｌ_Ｂ≦Ｌ_Ｒ≦０．７Ｌ_Ｂ （３）
この理由は、バックラッシュ吸収部材１７の全体に対して、樹脂螺合部材１８ｃの占める割合を規定することで、バックラッシュや軸ブレの低減効果を維持した上で、スピンドル回転中の引っかかりが少ない状態に設定することができるためである。
よって、長さＬ_Ｒは、０．１Ｌ_Ｂ≦Ｌ_Ｒ≦０．５Ｌ_Ｂの範囲内の値であることがより好ましく、０．１５Ｌ_Ｂ≦Ｌ_Ｒ≦０．３Ｌ_Ｂの範囲内の値であることがさらに好ましい。
ここで、具体的なバックラッシュ吸収部材１７の全長Ｌ_Ｂとしては、３～１５０ｍｍの範囲内の値であることが好ましく、４～７５ｍｍの範囲内の値であることがより好ましく、５～５０ｍｍの範囲内の値であることがさらに好ましい。
この理由は、かかる範囲内の値とすることで、一般的に使用されるスピンドル１１である０．４～２ｍｍのピッチ幅に合わせて、目的のマイクロヘッド１０を容易に製造できるためである。

また、バックラッシュ吸収部材１７は、段差部１３ｃに直接又は間接的に当接する側の角に、面取りされたテーパー部を有することが好ましい。
この理由は、バックラッシュ吸収部材１７が、所定のテーパー部を有することで、段差部１３ｃに突き当てた際に、スピンドル１１に対して、バックラッシュ吸収部材１７を強く締めこむことが、より容易にできるためである。
すなわち、軸方向に垂直な場合を０°として、バックラッシュ吸収部材１７の段差部１３ｃに対する当接面とのなす角度（以降、バックラッシュ吸収部材１７のテーパー部の角度と称する場合がある。）が０°を超える値であることが好ましく、５°を超える値であることが好ましく、１０°を超える値であることがさらに好ましい。
また、バックラッシュ吸収部材１７のテーパー部の角度が４５°以下であることが好ましく、４０°以下であることがより好ましく、３０°以下であることがさらに好ましい。

（２）金属螺合部材
金属螺合部材１８ｂは、スピンドル１１と螺合して、後述の樹脂螺合部材１８ｃを、段差部１３ｃに、直接又は間接的に押し付け、樹脂螺合部材１８ｃの位置を固定するとともに、樹脂螺合部材１８ｃに応力を発生させて、バックラッシュを低減させる効果を、より高めるための部材である。
具体的には、金属螺合部材１８ｂは、スピンドル１１のネジ部１１ｂに対応する雌ネジ部を有した部材であって、アルミニウム合金やステンレス製のナット等が挙げられる。

（３）樹脂螺合部材
樹脂螺合部材１８ｃは、金属螺合部材１８ｂによって、段差部１３ｃに、直接又は間接的に押し付けられて、スピンドル１１のネジ部との間で、バックラッシュ低減の効果を発揮する部材である。
具体的には、樹脂螺合部材１８ｃの材料は、例えば、アミド樹脂（ナイロン樹脂）、ウレタン樹脂、エステル樹脂、カーボネート樹脂、アクリル樹脂、オレフィン樹脂、ゴム系樹脂（天然ゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン－ブタジエン－スチレンブロックコポリマー（ＳＢＳ）、スチレン－イソプレン－スチレンブロックコポリマー（ＳＩＳ）、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレンブロックコポリマー（ＳＥＢＳ）等）、イミド樹脂、アミドーイミド樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、グアナミン樹脂、尿素樹脂、及びフェノール樹脂の少なくとも一つから構成してあることが好ましい。
この理由は、このような熱可塑性樹脂材料や熱硬化性樹脂材料であれば、成形性やバックラッシュ吸収性等が高まり、更に優れたスピンドル１１の移動性や固定性を得ることができるためである。
そして、特に、アミド樹脂（ナイロン樹脂）、ウレタン樹脂、及びゴム系樹脂の少なくとも一つであれば、スピンドル１１の移動性と、固定性とのバランスが更に良好であって、耐久性等にも優れていることから、より好ましい。

（４）空間部
また、バックラッシュ吸収部材１７は、スピンドル１１と、樹脂螺合部材１８ｃと、金属螺合部材１８ｂとによって囲われた領域に空間部１８ｄを有していることが好ましい。
この理由は、スピンドル１１の摺動性を向上させるために、スピンドル１１に対して潤滑剤としてのグリス等を塗布した場合に、スピンドル１１を回転させることで、空間部１８ｄに樹脂だまりを形成することができるためである。
こうすることにより、グリスが分散して、一度に消費されてしまうことを防ぎ、樹脂だまりから少しずつ供給することで、長期的に摺動性を向上させることが、より容易にできる。
さらに、樹脂螺合部材１８ｃと金属螺合部材１８ｂとの間に、螺合していない空間部１８ｄを有することによって、金属螺合部材１８ｂを樹脂螺合部材１８ｃに押し付けた際に、スピンドル１１のネジ部１１ｂに邪魔されにくくなり、より効果的に応力を掛けることができるためである。
こうすることにより、樹脂螺合部材１８ｃと金属螺合部材１８ｂとの間で、より効果的にダブルナットの効果が働き、バックラッシュや軸ブレを、低減させることが、より容易にできる。

（５）バックラッシュ吸収部材の構成例
ここでは、２つの例を説明する。すなわち、金属螺合部材１８ｂとして２つの金属製の筒状部材と、樹脂螺合部材１８ｃを含むバックラッシュ吸収部材１７を用いた場合の例であって、樹脂螺合部材１８ｃの配置を、それぞれ変えた２つの例である。
第１の例は、図３（ａ）、図４（ａ）に示したように、スピンドル１１のネジに対応する雌ネジ部を有する金属製の第１筒状部材１７ａと、スピンドルのネジに対応する雌ネジ部を有する金属製の第２筒状部材１７ｂと、これら第１筒状部材１７ａ及び第２筒状部材１７ｂ間に配置され、スピンドル１１が貫通できる所定径の貫通孔を有する樹脂螺合部材１８ｃとしての樹脂部材１７ｃと、を備えるバックラッシュ吸収部材１７ｘを用いた例である。
これら第１筒状部材１７ａ、樹脂部材１７ｃ及び第２筒状部材１７ｂを、スリーブ１３の収容部１３ａに嵌め込んであり、かつ、この例では、第２筒状部材１７ｂを、スリーブ１３に、固定部材１７ｄによって固定してある。
したがって、第１筒状部材１７ａ、樹脂部材１７ｃ及び第２筒状部材１７ｂを、スリーブ１３の収容部１３ａに、一定状態で固定できている。なお、固定の確実さを高めるために、固定部材１７ｄによる固定に加えて、または、固定部材１７ｄによる固定に代えて、第１筒状部材１７ａ、樹脂部材１７ｃ及び第２筒状部材１７ｂを、スリーブ１３の収容部１３ａに、接着剤によって固定することも好ましい。

接着剤による固定を行う場合、嫌気性接着剤や空気中の水分に反応して硬化するシアノアクリレート系の瞬間接着剤で行うことが好ましい。
嫌気性接着剤を用いれば、第１筒状部材１７ａ、樹脂部材１７ｃ及び第２筒状部材１７ｂを、スリーブ１３の収容部１３ａ内にはめ込んだ後、加熱や光照射等を行わずに被接着物を空気遮断雰囲気に置いて所望の接着が行えるからである。
また、シアノアクリレート系の瞬間接着剤であれば、嫌気性接着剤で接着しづらい部材であっても極めて強固な接着を行うことができ、耐衝撃性に優れた種類を選択して強度を向上させることができるためである。
このような接着剤の種類は、特に限定されないが、例えば３Ｍ社製のＴＬ４２Ｊ（型名）、Ｈｅｎｋｅｌ社製のロックタイト（商品名）等である。

また、第２の例は、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示したように、スピンドル１１のネジに対応する雌ネジ部を有し、樹脂螺合部材１８ｃとしての樹脂リング１７ｇを内包する金属保護カバーとしての第１筒状部材１７ａ（以降、第１螺合部材１７ｅと称する場合がある。）と、スピンドルのネジ部に対応する雌ネジ部を有し、樹脂リング１７ｇを内包しない第２筒状部材１７ｂ（以降、第２螺合部材１７ｆと称する場合がある。）と、を備えたバックラッシュ吸収部材１７ｙを用いた例である。
この場合、スリーブ１３の収容部１３ａの奥側にはめ込まれた第１螺合部材１７ｅと、スリーブ１３の収容部１３ａの入口側にはめ込まれた第２螺合部材１７ｆと、で構成してある。そして、第２螺合部材１７ｆを、スリーブ１３に、イモネジ型の固定部材１７ｄによって固定してある。
そして、この第２の例の場合も、第１の例と同様に、固定の確実さを高めるために、固定部材１７ｄによる固定に加えて、または、固定部材１７ｄによる固定に代えて、第１螺合部材１７ｅ、第２螺合部材１７ｆを、スリーブ１３の収容部１３ａに、接着剤によって固定することも好ましい。
なお、第２螺合部材１７ｆを、樹脂リング１７ｇを内包している金属保護カバーで構成することも好ましい。

（６）作用効果
次に、図４（ａ）～（ｂ）を参照して、バックラッシュ吸収部材１７（１７ｘ、１７ｙ）による応力吸収における作用効果を説明する。
スピンドル１１が所定方向に回転移動している間は、樹脂部材１７ｃ、樹脂リング１７ｇは、所定のすべり性を発揮するとともに、スピンドル１１の動作を阻害することなく、その横揺れやねじれ等をより有効に防止することができる。
すなわち、スピンドル１１の回転移動に伴って、発熱現象が生じる場合があるが、樹脂部材１７ｃ、樹脂リング１７ｇは、かかる発熱現象によって発生した熱をより効率的に吸収することができる。
従って、吸収した熱によって、樹脂部材１７ｃ、樹脂リング１７ｇが一部可塑化される場合もあるが、所定のすべり性等はそのまま発揮することができる。
更に言えば、樹脂部材１７ｃ、樹脂リング１７ｇの両側に所定の金属製の筒状部材（１７ａ、１７ｂ）や螺合部材（１７ｅ、１７ｆ）を設けてあることから、樹脂部材１７ｃ、樹脂リング１７ｇが過度に変形したり、所定場所から流出したりするおそれもない。

一方、スピンドル１１の回転移動が停止し、スピンドル１１の位置が固定される際には、樹脂部材１７ｃ、樹脂リング１７ｇが適度に変形して、スピンドル１１に食いつくので、スピンドル１１のバックラッシュを少なくすることができる。また、スピンドル１１が移動するような応力が外部から付与されたとしても、その応力を樹脂部材１７ｃ、樹脂リング１７ｇが効果的に吸収し、強固に固定状態を保持することができる。
なお、バックラッシュ吸収部材１７（１７ｘ、１７ｙ）とスリーブ１３との接触面に、グリスを付着させておくことが好ましい。バックラッシュ吸収部材１７（１７ｘ、１７ｙ）の耐久性、特に、樹脂部材１７ｃ、樹脂リング１７ｇの耐久性を向上させる効果が得られるからである。

５．第２スリーブ
第２スリーブ１９は、スリーブ１３とシンブル１５との間に設けたもので、スリーブ１３及びシンブル１５と同軸の円筒状のものである。然も、スリーブ１３と共に回転動作すると共に、第２スリーブ１９は、スリーブ１３に固定されていて、表面に目盛り表示（主目盛表示）がされていて、この主目盛と、シンブル１５に設けた補助目盛とによって、寸法測定を行える。
第２スリーブ１９の材料は、強度や加工性の鑑定から金属材料が好ましく、例えば、スリーブ１３の材料として例示したもので構成できるが、特に、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成することが好ましい。
第２スリーブ１９をアルミニウム又はアルミニウム合金で構成すると、第２スリーブ１９をアルマイト処理し、このアルマイト処理面である黒色面にレーザー印字をしてアルミニウムの白生地を露出させて、目盛り表示を簡易に行える等の効果が得られる。また、第２スリーブ１９を用いることで、本来のスリーブ１３の材質選定や工法選定に際し、目盛り表示の工程を考慮せずに済むため、本来のスリーブの設計自由度も向上する。従って、マイクロヘッドの製造のし易さや低コスト化が可能になる。
また、第２スリーブ１９の長さは、シンブル１５の可動域を覆う長さがあれば良いが、スリーブの軸方向の長さと等しくすることが好ましい。
この理由は、スリーブ１３と第２スリーブ１９を接着する際に、両端を合わせるだけで位置決めでき、より容易に製造できるためである。

［第２の実施形態］
第２の実施形態のステージ機構は、図５に示すように、所定のマイクロヘッド１０を備えている。
マイクロヘッド１０は、マイクロメータ、ステージ機構等の、マイクロヘッドを必要とする種々の機材に組み込んで使用できる。以下、本発明のマイクロヘッド１０を備えるステージ機構について説明する。

１．基本構成
図５に示したように、このステージ機構３０は、マイクロヘッド１０と、固定ステージ３１と、可動ステージ３３と、ガイド部材３１ａ、３３ａと、第１接続部３５ａと、第２接続部３５ｂとを備える。
固定ステージ３１は、ステージ機構３０の土台となる部材である。可動ステージ３３は、固定ステージ３１上に設けた部材であって、マイクロヘッド１０の操作に応じて、固定ステージ３１上を、ガイド部材３１ａ、３３ａの案内方向に移動する部材である。
固定ステージ３１及び可動ステージ３３各々は、この場合、平面形状が四角形状でかつ互いに同じ大きさで、各々所定厚さのものとしてある。もちろん、固定ステージ３１及び可動ステージ３３各々の形状、大きさ及び厚さは、ステージ機構の仕様に応じて決める。
固定ステージ３１及び可動ステージ３３は、例えば、アルミニウム（アルマイト処理アルミニウムを含む。）、銅、黄銅、鉄、ニッケル、マグネシウム、タングステン、セラミック、高分子樹脂材料等である。特に、アルマイト処理アルミニウムは、軽量性、耐食性、耐久性、加工性、熱伝導性、装飾性、及び経済性等に優れていることから、固定ステージ３１及び可動ステージ３３の構成材料として、好適である。

２．ガイド部材
次に、ガイド部材３１ａ、３３ａについて、図６（ａ）～（ｃ）を参照して説明する。
ガイド部材３１ａは、この場合、固定ステージ３１の一部が固定ステージ３１の１つの辺と同じ長さで、固定ステージ３１の上方に突出た形状の１つの凸部である。一方、ガイド部材３３ａは、固定ステージ３１の一部に、ガイド部材３１ａの凸と、ガイドレール３７ａに対応するよう設けた凹部である。
これら凸部及び凹部を嵌め合せて、更に、可動ステージ３３の側面からガイドレール３７ａに至るように可動ステージ３３に設けた孔を通して、ガイドレール３７ａを押圧し、ガイド部材３１ａの側面を、固定部材３７により適度に押圧している（図７（ｂ）参照）。このような構造により、可動ステージ３３は、固定ステージ３１上を、ガイド部材３１ａ、３３ａに沿って移動できる。

なお、ガイド部材の構造は上記の例に限られず、他の構造でも良い。例えば、図６（ａ）～（ｂ）では、ガイド部材３１ａ、３１ｂは１組であったが、ガイド部材３１ａ、３１ｂを２組並列に設けたガイド部材とすることが好ましい。また、図６（ｃ）に示したように、アリ溝構造３１ｘ、３３ｘを用いたガイド部材とすることも好ましい。
この理由は、ガイドレールといった部品点数が減り、製造が容易になるとともに、安価に製造できるからである。
また、図示しないものの、ガイドレール３７ａの代わりに、所定のクロスローラーガイド、ボールガイド等の有限軌道型のガイドや無限軌道型のガイドを用いることも好ましい。
この理由は、可動ステージ３３の移動に伴う摩擦が低減され、ひいては、スピンドルを回転させる際の力をより弱くすることができるからである。

３．第１接続部及び第２接続部
次に、第１接続部３５ａ、第２接続部３５ｂについて図５を参照して説明する。
第１接続部３５ａは、その一端が固定ステージ３１の１つの側面に固定してあり、かつ、その他端がマイクロヘッド１０のスリーブ１３に固定してある。
また、第２接続部３５ｂは、その一端が可動ステージ３３の１つの側面に固定してあり、かつ、その他端がマイクロヘッド１０のスピンドル１１に固定してある。ただし、上記の固定ステージ３１の１つの側面と、可動ステージ３３の１つの側面とは、互いが上下に位置する関係の、直近の側面である。第１接続部３５ａ、第２接続部３５ｂ各々は、好適な構造で良い。
ただし、この実施形態の場合は、第２接続部３５ｂを、図５（ｃ）に示した構造としてある。また、図５（ｃ）に示した部分は、図５（ｂ）中のＱ部分を一部で断面図も用いて示した図である。
具体的には、スピンドル１１の先端部に、スピンドル１１の軸方向に、ネジ穴１１ｃを設ける。また、第２接続部３５ｂの、スピンドル１１の軸に沿う位置に、貫通孔３５ｂａを設ける。この貫通孔３５ｂａを通るネジ部材３５ｂｂを用いて、スピンドル１１のネジ穴１１ｃに、ネジ部材３５ｂｂを回し込み、そして、ネジロック等の接着剤でネジゆるみを防止する。ここで、ネジ部材３５ｂｂの貫通孔３５ｂａに対応する部分の外径は、貫通孔３５ｂａの直径より所定公差として、０．０１～１ｍｍの範囲内の値だけマイナスにしてあることが好ましい。
この第２接続部３５ｂの構成によれば、スピンドル１１の動きを、可動ステージ３３に良好に伝達できる。

４．効果
第１接続部３５ａ、第２接続部３５ｂによって、マイクロヘッド１０と、固定ステージ３１と、可動ステージ３３とが接続されているので、マイクロヘッド１０の操作つまみ１５ｃを、図５（ａ）中の矢印Ｒのように左右に回転操作すると、スピンドル１１がその軸方向に沿って前後に移動し、この前後移動に応じて、可動ステージ３３は図５（ａ）中の矢印Ｓに沿う方向で前後移動する。
そして、この発明におけるスピンドル１１のバックラッシュ低減効果は、このステージ機構３０において、以下のように発現する。
すなわち、スピンドル１１の回転移動に起因した押圧力の反作用として、ステージ機構３０の可動ステージ３３が逆戻りする反発応力が発生するが、バックラッシュ吸収部材１７の樹脂部材１７ｃ、樹脂リング１７ｇが適度に変形して、かかる反発応力を効率的に吸収し、可動ステージ３３におけるバックラッシュを少なくすることができる。

更に、可動ステージ３３が所定位置に固定された後には、樹脂部材１７ｃ、樹脂リング１７ｇが十分に固化した状態となる。その結果、ステージ機構３０においても、可動ステージ３３のバックラッシュを低減できる。

以上の説明のとおり、本発明によれば、摺動部、ネジ部を有するスピンドルと、収容部、ガイド部、段差部を持つスリーブと、シンブルと、スリーブに固定されたバックラッシュ吸収部材とを備えることにより、簡易な構成であっても、バックラッシュや軸ブレを効果的に低減することが期待できる。
そのため、例えば、かかる構成のマイクロヘッドであれば、市販のスピンドル等を使用できることから、加工スキルなどが必要なくなり、高性能の加工機等がなくても製造できることが期待される。
また、精密測定器や、ワークを精密に微動する機能を必要とする光学機器、加工装置等の多くの産業分野で幅広く利用することが期待される。
また、実験台等の天板の四隅に設置し、平衡調整用として利用した場合には、それぞれの高さを調整した後に、改めて位置を確定するためのロック作業が必要なくなり、平衡出しを短時間で行うことが期待される。
また、光学レンズやミラーの回転ギア部分に設置し、角度調整用として利用した場合には、人がつまみを動かして、レーザー発振方向やミラーの調整を行った後に、手を離す際のブレを効果的に低減することが期待される。
また、電子顕微鏡等の真空チャンバー内に設置し、３軸ステージの位置調整用として利用した場合であっても、樹脂部分を金属保護カバーで包み込むことにより、樹脂から発生するアウトガスを効果的に閉じ込めることができ、真空引き用のポンプの破損を防ぐことが期待される。
そして、人工衛星や宇宙線などのセンサやレンズ部品の位置決め用として利用した場合であっても、アウトガスの拡散を抑制し、レンズ等の表面への付着を防ぐことが期待される。

１０：マイクロヘッド １１：スピンドル
１１ａ：摺動部 １１ｂ：ネジ部
１１ｃ：ネジ穴
１３：スリーブ １３ａ：収容部
１３ｂ：ガイド部
Ｌ：スリーブの全長
Ｌ_Ｇ：ガイド部の長さ
Ｌ_Ａ：収容部の長さ
Ｌ_Ｂ：バックラッシュ吸収部材の全長
Ｌ_Ｒ：樹脂螺合部材の占める長さ
α：収容部の直径
β：ガイド部の直径
Ｄ：段差部の直径
１５：シンブル
１７、１７ｘ、１７ｙ：バックラッシュ吸収部材
１７ａ：第１筒状部材 １７ｂ：第２筒状部材
１７ｃ：樹脂螺合部材 １７ｄ：固定部材
１７ｅ：第１螺合部材 １７ｆ：第２螺合部材
１７ｇ：樹脂螺合部材 １９：第２スリーブ
３０：ステージ機構 ３１：固定ステージ
３３：可動ステージ
３１ａ、３３ａ、３１ｘ、３３ｘ：ガイド部材
３５ａ：第１接続部 ３５ｂ：第２接続部
３５ｂａ：貫通孔 ３５ｂｂ：ネジ部材
３７：固定部材

Claims (8)

1. 摺動部及びネジ部を有するスピンドルと、
   前記スピンドルの軸方向に沿って、貫通孔を有するスリーブと、
   当該スリーブを回転軸として回転可能で、一部で前記スピンドルの一端に接続されているシンブルと、
   金属螺合部材及び樹脂螺合部材を含んでおり、前記スリーブ内の、前記スピンドルの前記ネジ部に対向する位置で、前記スリーブに固定されているバックラッシュ吸収部材と、を備えたマイクロヘッドであって、
   前記スリーブが、前記貫通孔の途中に、前記バックラッシュ吸収部材に直接又は間接的に当接する段差部を有することを特徴とするマイクロヘッド。
2. 前記スリーブが、前記段差部よりも前記シンブル側に、前記バックラッシュ吸収部材をはめ込む収容部を有し、前記段差部よりも前記スピンドルの先端側に、前記摺動部のスライドを案内するガイド部を有し、前記収容部の径をαｍｍとし、前記ガイド部の径をβｍｍとし、前記段差部の径をＤｍｍとした場合に、下記関係式（１）を満たすことを特徴とする請求項１に記載のマイクロヘッド。
   α＞Ｄ≧β （１）
3. 前記スリーブが、前記スピンドルの軸に沿った方向について、前記スリーブの全長をＬ（ｍｍ）とし、前記ガイド部の占める長さをＬ_Ｇ（ｍｍ）とした場合に、下記関係式（２）を満たすことを特徴とする請求項２に記載のマイクロヘッド。
   ０．３Ｌ≦Ｌ_Ｇ≦０．９Ｌ （２）
4. 前記スリーブが、前記シンブル側に、前記バックラッシュ吸収部材の、前記収容部へのはめ込み口となる開口部を有することを特徴とする請求項２又は３に記載のマイクロヘッド。
5. 前記スリーブが、前記バックラッシュ吸収部材の位置ズレを防ぐ固定部材を有することを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のマイクロヘッド。
6. 前記バックラッシュ吸収部材が、前記スピンドルの軸に沿った方向について、前記バックラッシュ吸収部材の全長をＬ_Ｂ（ｍｍ）とし、前記樹脂螺合部材の占める長さをＬ_Ｒ（ｍｍ）とした場合に、下記関係式（３）を満たすことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載のマイクロヘッド。
   ０．０５Ｌ_Ｂ≦Ｌ_Ｒ≦０．７Ｌ_Ｂ （３）
7. 前記金属螺合部材が、２つの筒状部材を有し、当該筒状部材の一方を第１筒状部材とし、他方を第２筒状部材とした場合に、前記樹脂螺合部材が、前記第１筒状部材と前記第２筒状部材の間に位置することを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載のマイクロヘッド。
8. 前記金属螺合部材が、前記樹脂螺合部材としての樹脂リングを内包することを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載のマイクロヘッド。

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