JPH05248502A - 粗微動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】微動用ツマミの回転操作時には粗動用ツマミか
ら減速機構に至る駆動部材を本体装置に対して完全固定
状態とし得て、微動調節を厳密に行うことができる粗微
動装置を提供する。 【構成】粗動用ツマミ１１と直列に配設された出力軸４
１に環状の内歯ギヤ３１が同心に設けられ、微動用ツマ
ミ１２と一体に回転する楕円カム３３が内歯ギヤ３１内
に配設され、楕円カム３３の外周面に相対回転自在に保
持されて楕円カム３３の楕円長軸の回転変位に伴って撓
んで楕円長軸に対応する外歯３５ａが内歯ギヤ３１の内
歯３１ｂに２ヶ所で噛合する可撓性ギヤ３５を有し、粗
動用ツマミ１１と本体装置１０との間には粗動用ツマミ
１１の回転阻止及びその解除が可能な噛み合い式の係止
機構としての係止ギヤ部１３ａと可動係止部１５ａが設
けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、顕微鏡の対物
レンズ（被駆動部材）を試料に対して接近或は離反させ
るための合焦操作装置等のように、被駆動部材を大きい
ストロークで移動させる粗動装置と被駆動部材を小さい
ストロークで移動させる微動装置とが一体化された粗微
動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、図９に示すように、粗微動装置ｓ
は、その本体装置１に粗動用ツマミ２と微動用ツマミ３
とが各々設けられ、各ツマミ２，３の操作により各ツマ
ミ２，３を固定した入力軸４，５の回転が減速機構６を
介して出力軸７に伝達されるように構成されている。

【０００３】入力軸４にはボルト４ａを介して環状の内
歯ギヤ４ｂが固定され、出力軸７にはボルト７ａを介し
て環状の内歯ギヤ７ｂが固定されている。

【０００４】粗動用ツマミ２の操作による入力軸４の回
転は、内歯ギヤ４ｂから減速機構６の可撓性ギヤ６ａを
介して出力軸７の内歯ギヤ７ｂに伝達されて粗動用ツマ
ミ２と同方向に出力軸７が回転して粗動調節が可能とな
っている。

【０００５】この時、入力軸４は、出力軸７を保持する
ホルダー８と入力軸４との間に設けられたストッパ機構
９により粗動用ツマミ２の操作に関係なくその回転が制
御されている。

【０００６】すなわち、ストッパ機構９は、スプリング
９ａに付勢された係合駒９ｂが回転円盤９ｃと連結され
ていて、ホルダー８に圧入された固定円盤９ｄと摩擦力
で固定され、粗動用ツマミ２の操作による大きいトルク
に対してはスプリング９ａの付勢に抗して回転円盤９ｃ
と固定円盤９ｄとの間で滑べりが生じて入力軸４が回転
し、ツマミ３、或は出力軸７からの小さいトルクに対し
ては出力軸７が不本意に回転して粗微動調節後の駆動対
象物がズレないようにスプリング９ａの付勢力が設定さ
れた状態で本体側に固定されている。

【０００７】一方、微動用ツマミ３の回転操作による入
力軸５の回転は、この入力軸５に固定された減速機構６
の楕円カム６ｂからベアリング機構部６ｃを介して可撓
性ギヤ６ａに伝達された後、可撓性ギヤ６ａの回転が内
歯ギヤ７ｂを介して出力軸７に伝達される。

【０００８】このとき、出力軸７の回転量は、減速機構
６の可撓性ギヤ６ａ外歯の歯数によって決定される。

【０００９】この可撓性ギヤ６ａは、楕円カム６ｂの楕
円長軸の回転変位に伴って撓んでこの楕円長軸に対応す
る外歯が内歯ギヤ７ｂの内歯に２ヶ所で噛合するように
設定されている。尚、この減速機構６は公知の技術のも
ので、所謂ハーモニックドライブ（商標登録）が採用さ
れている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、減
速機構としてのハーモニックドライブ（商標登録）を使
用した粗微動装置にあっては、微動用ツマミによる回転
操作の際に減速機構の出力軸に対して粗動用の入力軸が
完全な固定状態、即ち、出力軸に大きな負荷がある場合
には厳密な微動調節を行うことができなくなってしま
う。

【００１１】しかしながら、上記の如く構成された粗微
動装置ｓにあっては、出力軸７と粗動用の入力軸４の両
者の位置関係は、ストッパ機構９のスプリング９ａの付
勢力に依存しているために完全な固定状態とは成り得
ず、粗動用ツマミ３の回転操作の際に回転円盤９ｃと固
定円盤９ｄとが滑べってしまい厳密な微動調節ができな
い虞がある。

【００１２】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、微動用ツマミの回転操作時には粗動用ツマミから
減速機構に至る駆動部材を本体装置に対して完全固定状
態とし得て、微動調節を厳密に行うことができる粗微動
装置を提供することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】その目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、粗動用ツマミと微動用ツ
マミとが同軸且つ相対回転可能に本体装置に設けられ、
前記粗動用ツマミと直列に配設された出力軸に環状の内
歯ギヤが同心に設けられ、前記微動用ツマミと一体に回
転する楕円カムが前記内歯ギヤ内に配設され、前記楕円
カムの外周面に相対回転自在に保持され且つこの相対回
転による前記楕円カムの楕円長軸の回転変位に伴って撓
んで前記楕円長軸に対応する歯部が前記内歯ギヤに２ヶ
所で噛合する可撓性ギヤを有する粗微動装置であって、
前記粗動用ツマミと前記本体装置との間には前記粗動用
ツマミの回転阻止及びその解除が可能な噛み合い式の係
止機構が設けられていることを要旨とする。

【００１４】

【作用】このような請求項１に記載の構成においては、
同軸且つ相対回転可能に本体装置に粗動用ツマミと微動
用ツマミとが各々設けられ、粗動用ツマミの回転操作に
より、この粗動用ツマミと直列に配設された出力軸が回
転する。

【００１５】また、微動用ツマミの回転操作により、出
力軸に固定された内歯ギヤ内に配設された楕円カムが微
動用ツマミと一体に回転し、この楕円カムの外周面に相
対回転自在に保持され且つこの相対回転による楕円カム
の楕円長軸の回転変位に伴って楕円長軸に対応する歯部
が内歯ギヤに２ヶ所で噛合した可撓性ギヤを撓ませるこ
とにより出力軸が微動回転する。

【００１６】このとき、粗動用ツマミと本体装置との間
に設けられた噛み合い式の係止機構により粗動用ツマミ
の回転阻止及びその解除が可能となっている。

【００１７】

【実施例】次に、本発明の粗微動装置の実施例を図１乃
至図８に基づいて説明する。

【００１８】図１乃至図３において、符号Ｓは粗微動装
置で、軸挿通孔１０ａが穿設された本体装置１０と、本
体装置１０が粗微動可能に装着される固定部２０とを備
えている。

【００１９】本体装置１０には、軸挿通孔１０ａの図に
おいて上方に位置した円筒状の粗動用ツマミ１１と、粗
動用ツマミ１１の内周に所定間隔を存して設けられた操
作部を兼ねた微動用ツマミ１２とが同軸上に設けられて
いる。また、本体装置１０の軸挿通孔１０ａに位置した
部分には複数のボルト１０ｂ，１０ｂを介して係止ギヤ
部１３ａが形成された環状板１３が固定されている。さ
らに、本体装置１０の下面には後述の出力部４０の構成
部品を装着するための作業用開口１０ｃが形成されてい
る。この作業用開口１０ｃは蓋体１０ｄにより塞がれて
いる。

【００２０】粗動用ツマミ１１は、図４及び図５に示す
ように、一対の円弧状のツマミ部材１１ａ，１１ｂから
構成されている。このツマミ部材１１ａ，１１ｂの下部
（本体側）には本体装置１０の軸挿通孔１０ａにその一
部が嵌着された粗動用入力軸１４が位置している。図３
中、１１ｃは、ツマミ部材１１ａ，１１ｂの対向した端
部を覆う盲部材である。

【００２１】ツマミ部材１１ａ，１１ｂの下端部には、
粗動用入力軸１４に固定されたピン１４ａ，１４ａの突
出端部が相対回転可能に貫挿されていて、このピン１４
ａ，１４ａにより、粗動動作状態（図４（Ａ）及び図５
（Ａ））と粗動固定状態（図４（Ｂ）及び図５（Ｂ））
とに半径方向に独立して回動変位可能に設定されてい
る。また、ツマミ部材１１ａ，１１ｂの下面には環状板
１３の係止ギヤ部１３ａと噛み合う可動係止部（ギヤ）
１５ａ，１５ａ…を形成した外歯部材１５，１５は可動
係止部１５ａがピン１４ａに対し微動用入力軸１７を中
心として約９０゜方向となる位置にボルト１５ｂ，１５
ｂ…を介して固定されている。しかも、ツマミ部材１１
ａ，１１ｂには、図６に示すように、各ピン１４ａ，１
４ａの近傍に位置して埋設されたスプリング１６，１６
の先端部が対向したツマミ部材１１ａ，１１ｂの自由端
部に弾接している。

【００２２】スプリング１６，１６は、常時はツマミ部
材１１ａ，１１ｂの自由端部を互いに離反（図５（Ｂ）
の状態）させて外歯部材１５の可動係止部１５ａ，１５
ａ…を環状板１３の係止ギヤ部１３ａに嵌合させ、この
嵌合状態により粗動用ツマミ１１の回転が完全に停止さ
せられている。尚、可動係止部１５ａ，１５ａ…と係止
ギヤ部１３ａとは粗動用ツマミ１１の係止機構となって
いる。

【００２３】微動用ツマミ１２は、粗動用入力軸１４を
同軸に貫通した微動用入力軸１７にネジ１２ａを介して
固定されている。

【００２４】各入力軸１４，１７は、各々減速機構部３
０を介して本体装置１０内に配設された出力部４０の出
力軸４１に連繋されている。また、粗動用入力軸１４の
上面にはボルト１８ａにより粗動用入力軸１４に固定さ
れていると共に微動用入力軸１７の抜け止めの役割を果
たす押え板１８ｂが設けられている。さらに、粗動用入
力軸１４の軸挿通孔１０ａに嵌着された部分と環状板１
３との間には粗動用入力軸１４を本体装置１０側に押え
付けるための押え板１９ａと波板バネ１９ｂとが設けら
れている。

【００２５】減速機構部３０は、出力部４０の出力軸４
１にボルト３１ａ，３１ａ…を介して出力軸４１に同心
に固着された環状の内歯ギヤ３１と、微動用入力軸１７
にネジ３２ａを介して固定された保持筒３２と、保持筒
３２にスプライン結合されて微動用入力軸１７と一体に
回転する楕円カム３３と、楕円カム３３の外周に取り付
けられたウエーブジェネレータ３４と、ウエーブジェネ
レータ３４と内歯ギヤ３１との間に設けられた可撓性ギ
ヤ３５とを備えている。図１中、３６は保持筒３２の鍔
部３２ｂと楕円カム３３との間に設けられた押さえ部
材、３７ａはワッシャー、３７ｂは保持筒３２に嵌着さ
れたＥリングである。

【００２６】このウエーブジェネレータ３４は、図７に
示すように、内外２重のリング部材３４ａ，３４ｂと、
このリング部材３４ａ，３４ｂの間に転動可能に設けら
れて外側のリング部材３４ｂを楕円カム３３に対して相
対回転可能に保持するベアリング３４ｃ，３４ｃ…とを
備えている。

【００２７】外側のリング部材３４ｂは楕円カム３３の
相対回転による楕円カム３３の楕円長軸の回転変位に伴
って撓むように設定されている。

【００２８】可撓性ギヤ３５は、その一部がウエーブジ
ェネレータ３４の外側のリング部材３４ｂに沿って覆う
楕円の筒状に形成され、その上部が粗動用入力軸１４に
ボルト３８，３８及び押さえ板３９を介して固定されて
いる。また、可撓性ギヤ３５の外周には内歯ギヤ３１に
形成された内歯３１ｂと２ヶ所で噛み合う外歯３５ａが
形成されている。さらに、可撓性ギヤ３５の外歯３５ａ
の歯数は内歯３１ｂの歯数よりも少なく設定（例えば２
つ）されている。

【００２９】尚、ここで使用されている可撓性ギヤ３５
は、楕円カム３３の楕円長軸の回転変位に伴ってウエー
ブジェネレータ３４に案内されながら撓み、この撓みに
より外歯３５ａと内歯３１ｂとの噛み合い位置がずれ、
可撓性ギヤ３５の一回転に対して内歯３１ｂと外歯３５
ａの歯数の差のストローク分だけ内歯ギヤ３１が回転す
るように設定されている。

【００３０】出力部４０は、ボルト４２により本体装置
１０に固定された滑べり軸受４３に保持された出力軸４
１と、出力軸４１の下方に螺合すると共にネジ４４ａで
固定されて出力軸４１の上方への抜け止めをするストッ
パ部材４４と、出力軸４１の下端部に形成された第１出
力歯車４１ａと噛み合うと共に本体装置１０の中間壁１
０ｅにネジ４５ａで固定された保持部材４５に回転可能
に保持された第２出力歯車４６と、図８に示すように、
第２出力歯車４６と噛み合う第３出力歯車４７と、第３
出力歯車４７を軸支する軸４８と、軸４８に形成された
ハスバ歯車４９とを備えている。このハスバ歯車４９は
固定部２０にネジ２１，２１を介して固定されたラック
２２と噛み合っている。

【００３１】上記の構成において、粗動用ツマミ１１に
より本体装置１０を固定部２０に対して粗動動作する場
合には、操作をする人が粗動用ツマミ１１のツマミ部１
１ａ，１１ｂを同時に握って環状板１３の係止ギヤ部１
３ａと外歯部材１５の可動係止部１５ａとの噛み合い状
態、すなわち、ロック状態をスプリング１６の付勢に抗
して解除させる。

【００３２】この状態から粗動用ツマミ１１を所定方向
に回転させると、この回転に伴って粗動用入力軸１４、
可撓性ギヤ３５、内歯ギヤ３１、出力軸４１がこの順に
動力伝達を受けて連動して同方向に回転する。

【００３３】さらに、この出力軸４１の回転に連動して
第１出力歯車４１ａ、第２出力歯車４６、第３出力歯車
４７、ハスバ歯車４９の順に動力伝達を受けて連動して
回転して本体装置１０がラック２２に案内されながら粗
動変位する。

【００３４】そして、粗動用ツマミ１１を握ったロック
解除状態で粗動用ツマミ１１を回転させて本体装置１０
を所望量変位させた後、粗動用ツマミ１１から手を離せ
ば、スプリング１６の付勢により環状板１３の係止ギヤ
部１３ａと外歯部材１５の可動係止部１５ａとが再び噛
み合ってロック状態となり、出力軸４１の回転は完全な
停止状態となる。

【００３５】一方、微動用ツマミ１２を回転させると、
微動用入力軸１７、楕円カム３２、ウエーブジェネレー
タ３４、可撓性ギヤ３５、内歯ギヤ３１、出力軸４１が
この順に動力伝達を受けて連動して同方向に回転し、以
下、出力部４０が粗動操作と同様に作動して本体装置１
０が微動変位する。

【００３６】このとき、可撓性ギヤ３５は、係止ギヤ部
１３ａと可動係止部１５ａとの噛み合いにより、ウエー
ブジェネレータ３４に案内されながら撓むだけで回転は
しないので、不本意に粗動用ツマミ１１に外力がかかっ
ても粗動用入力軸１４は回転することがないので微動調
節に支障をきたすことはない。

【００３７】尚、本発明の粗微動装置Ｓの入・出力軸の
軸線を上下方向に延びるものとして説明・図示したが、
粗微動装置Ｓが装着される本体機器に対する入・出力軸
の方向は上下方向或は左右方向の何れのものにも適用さ
せることは勿論である。このとき、出力軸４１が左右方
向に延びる方向に粗微動装置Ｓが装着された場合、すな
わち、粗微動装置Ｓにより駆動させられる対称物の駆動
方向が上下方向である場合には、ラック２２とハスバ歯
車４９との間のバックラッシュが除去され、粗微動装置
としての効果を寄り一層良好に発揮させることが可能と
なる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の粗微動装
置にあっては、微動用ツマミの回転操作時には粗動用ツ
マミから減速機構に至る駆動部材を本体装置に対して完
全固定状態とし得て、微動調節を厳密に行うことができ
る。しかも、出力軸側に大きな負荷が加わっている場合
であっても、本体装置側に完全固定状態となっているた
め、粗動ツマミが出力軸側からの負荷に負けて空回りす
ることがないので、確実な微動送りをすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の粗微動装置の要部を示す図４（Ａ）の
Ａ−Ａ線に沿う拡大断面図である。

【図２】同じく、粗微動装置の要部の縦断面図である。

【図３】同じく、粗微動装置の正面図である。

【図４】同じく、粗微動装置の平面図で、（Ａ）は粗動
用ツマミの動作状態、（Ｂ）は粗動用ツマミの固定状態
である。

【図５】同じく、図１のＢ−Ｂ線に対応した断面図で、
（Ａ）は粗動用ツマミの動作状態、（Ｂ）は粗動用ツマ
ミの固定状態である。

【図６】同じく、図１のＣ−Ｃ線に沿う粗動用ツマミの
動作状態の断面図である。

【図７】同じく、粗動用装置に使用される減速機構部の
断面図である。

【図８】同じく、蓋体を取り外した本体装置の底面図で
ある。

【図９】従来の粗微動装置の要部の縦断面図である。

【符号の説明】

Ｓ…粗微動装置 １０…本体装置 １１…粗動用ツマミ １２…微動用ツマミ（操作部） １３…環状板 １３ａ…係止ギヤ部 １５…外歯部材 １５ａ…可動係止部 ３１…内歯ギヤ ３１ｂ…内歯 ３３…楕円カム ３５…可撓性ギヤ ３５ａ…外歯 ４１…出力軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粗動用ツマミと微動用ツマミとが同軸且
   つ相対回転可能に本体装置に設けられ、前記粗動用ツマ
   ミと直列に配設された出力軸に環状の内歯ギヤが同心に
   設けられ、前記微動用ツマミと一体に回転する楕円カム
   が前記内歯ギヤ内に配設され、前記楕円カムの外周面に
   相対回転自在に保持され且つこの相対回転による前記楕
   円カムの楕円長軸の回転変位に伴って撓んで前記楕円長
   軸に対応する歯部が前記内歯ギヤに２ヶ所で噛合する可
   撓性ギヤを有する粗微動装置であって、 前記粗動用ツマミと前記本体装置との間には前記粗動用
   ツマミの回転阻止及びその解除が可能な噛み合い式の係
   止機構が介装されていることを特徴とする粗微動装置。
2. 【請求項２】 前記係止機構は、前記本体装置に設けら
   れた軸挿通孔の内周面に設けられた係止ギヤ部と、前記
   粗動用ツマミの前記軸挿通孔に挿通された部分に前記粗
   動用ツマミの半径方向に向けて進退自在に設けられ且つ
   バネ力で前記係止ギヤ部に係止させられた可動係止部
   と、前記バネ力に抗して前記可動係止部の係止状態を解
   除させる操作部とから構成されていることを特徴とする
   請求項１に記載の粗微動装置。