(57)【要約】【課題】手動ステージによる位置調整時に発生する、固定部品に対する摺動部品のいわゆる「ガタツキ」を予め抑制するガタツキ抑制機構付き手動ステージを提供する。【解決手段】ガタツキ抑制機構付き手動ステージは、雌ネジ筒６が摺動部品２に設けられた凹部２０に収納される凸部２１と、雄ネジ棒５が貫通する筒部本体２２と、筒部本体２２に設けられたスリット部１１と、スリット部１１の幅（ｄ）を調整するガタツキ抑制ボルト１０とから構成され、ガタツキ抑制ボルト１０を回転させてスリット部１１のスリット幅（ｄ）を変化させて雌ネジに軸圧を導入し、手動ステージのいわゆる「ガタツキ」を抑制する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
摺動部品に設けられ、内側に雌ネジが切られた雌ネジ筒と、固定部品に接続され、外側に雄ネジが切られた雄ネジ棒とが係合され、前記雄ネジ棒の回転操作により前記摺動部品を摺動させる送りネジ式手動ステージにおいて、
前記雌ネジ筒は、前記摺動部品に設けられた凹部に収納される凸部と、
前記雄ネジ棒が貫通する筒部本体と、
前記筒部本体に設けられたスリット部と、
前記スリット部の幅を調整するガタツキ抑制ボルトと、
からなることを特徴とするガタツキ抑制機構付き手動ステージ。
【請求項２】
請求項１に記載のガタツキ抑制機構付き手動ステージであって、前記筒部本体は、前記凸部において前記摺動部品に設けられた前記凹部に係合され、前記スリット部は、前記雄ネジ棒と交差する方向に設けられ、一方の端部が前記スリット部の開放端であり、他方の端部が前記スリット部のスリット端であり、前記ガタツキ抑制ボルトは、前記筒部本体において、前記スリット部の前記開放端側に近接して設けられることを特徴とするガタツキ抑制機構付き手動ステージ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のガタツキ抑制機構付き手動ステージであって、前記ガタツキ抑制ボルトを回転させ、雌ネジの形状を変化させることで雌ネジ筒内部に軸圧を導入することを特徴とするガタツキ抑制機構付き手動ステージ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のガタツキ抑制機構付き手動ステージであって、筒部本体は、前記ガタツキ抑制ボルトを回転させると、スリット端を回転中心とした回転動作を含みながらスリット部の開放端のスリット間隔を変化させることを特徴とするガタツキ抑制機構付き手動ステージ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のガタツキ抑制機構付き手動ステージであって、前記ガタツキ抑制ボルトの回転により、筒部本体内の雄ネジ棒と雌ネジ筒のネジの噛み合いは、スリットの位置を境にして左右で逆向きとなり、それぞれ逆方向の締付け力が発生することを特徴とするガタツキ抑制機構付き手動ステージ。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載のガタツキ抑制機構付き手動ステージであって、アリ溝ステージのアリ溝の横方向のガタツキを抑制するガタツキ抑制ネジについて、滑らかに摺動する領域を超えた締付領域で固定することで、雄ネジと雌ネジとのガタツキを事前に抑制することを特徴とするガタツキ抑制機構付き手動ステージ。
【請求項７】
請求項６に記載のガタツキ抑制機構付き手動ステージであって、前記摺動固定ネジは、前記摺動固定ネジの孔周りに設けられた、例えばステンレス鋼等の硬い素材からなる軸圧分散板を挟んで前記アリ溝ステージの突出部に軸圧を導入することを特徴とするガタツキ抑制機構付き手動ステージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガタツキ抑制機構付き手動ステージに係り、特に、ガタツキ抑制機構が設けられた送りネジ式手動ステージに関する。
【背景技術】
【０００２】
光学機器などの精密機器の位置調整等に用いられる手動ステージにおいては、固定部品に対して摺動部品を摺動させるためにハンドルを回転させて動力を伝達させるのが一般的である。すなわち、雄ネジと雌ネジを互いに係合させて回転運動させ、固定部品に対して摺動部品を移動させる方法である。この場合、雄ネジと雌ネジとに意図的に隙間を設けなければ雄ネジと雌ネジ同士が干渉して回転ができなくなる。しかし、このように意図的に隙間を設けると、所定の方向に回転させたときにこの隙間により機械要素が反対方向に戻る、いわゆる「ガタツキ」現象が発生する場合がある。この「ガタツキ」は、主に雄ネジと雌ネジの間の隙間である「ガタ」が原因であり、光学機器などの精密機器の位置調整等においては、計測の精度が狂う要因となる場合がある。
【０００３】
送りネジ式手動ステージは、雌ネジ及び雄ネジを係合させ、光学機器などの精密機器の位置を移動させ最適な位置に精度よく位置合わせをしなければ「ピント」が合わない状態になる。従って、一端、位置合わせした精密機器がガタツキにより微妙に変化しないように慎重に扱わなければならない。
【０００４】
この手動ステージの「ガタツキ」を防止する手段として、接着剤などの樹脂を用いて固化させる方法が採用されている。また、自動車などでは、フリクションギアなどのガタツキ低減方法が提案され実用化されている。さらに、ナット本体にフリクションリングと称される緩み止め機構を取り付け「緩み止め効果」を発揮させる技術も開示されている。
【０００５】
特許文献１には、可動ステージを固定する際のバックラッシュ、及び、固定後の移動が少ないステージ機構が開示されている。ここでは、クッション樹脂部材が挿入された、一つまたは二つ以上のバックラッシュ吸収部材が設けられ、送りネジの送りに同期して可動ステージをスライドさせるための連結部材を設けることが記載されている。
【０００６】
特許文献２には、送りネジを回転させた際には可動ステージを容易かつ安定的にスライドさせ、送りネジの回転を止めた際には可動ステージのバックラッシュを抑制するステージ機構が開示されている。ここでは、送りネジのネジ溝に沿って回転移動するナット部材を備え、ナット部材のネジ孔方向において挿入孔の両側に形成されたダブルナット構造を有し、挿入孔に対してバックラッシュ吸収部材を挿入することが記載されている。
【０００７】
特許文献３には、ネジのバックラッシュ除去方法及び機構が開示されている。ここでは、棒の外周面にネジ溝を切った雄ネジにおいて、棒の外周面であって、雌ネジとの螺合範囲にネジ溝よりも一段低い幅広の谷底となる取付溝を設け、取付溝に螺合相手のネジ山に接触して弾性変形する弾性体を装着することが記載されている。
【０００８】
特許文献４には、摺動固定ネジによるストッパ機構が開示されている。ここでは、固定部品の両側の壁部に逆三角形の突出部と溝とを設け、摺動固定ネジを、摺動固定ネジ用孔を貫通させて突出部に突き当てて摺動部品を押さえ込ませ、固定部品に対する摺動部品の位置を固定し、固定部品と摺動部品との摺動の程度を微調整することが記載されている。
【０００９】
ここで、図１６を用いて、特許文献１〜３に用いられている「ダブルナット」によるバックラシュ防止機構を説明する。このダブルナットによるバックラシュ防止機構は、振動等によるナットの緩み止めとして用いられている。図１６（a）は、ボルト１４６に下部ナット１４２を取り付けて締め込んだ状態であり、図１６（ａ´）は、下部ナット１４２の噛み合いに関する部分詳細図である。図１６（ｂ）は、下部ナット１４２の上方に上部ナット１４４を取り付けて締め込んだ状態であり、図１６（ｂ´）は、下部ナット１４２の噛み合い部分に関する部分詳細図である。図１６（ｃ）は、上部ナット１４４を固定して下部ナット１４２を逆方向に回転させた状態であり、図１６（ｃ´）は、下部ナット１４２の噛み合い部分に関する部分詳細図である。
【００１０】
図１６（ａ）の状態では、ナットネジ上面１４８では、ボルト面とナット面とは密着して締付け力（ｆ）が発生する。一方、ナットネジ下面１５０では、ボルト面とナット面とは隙間が発生する。図１６（ｂ）の状態では、ボルト１４６と上部ナット１４４との噛み合いは、図１６（ａ）に示すように、ナットネジ上面１４８では、ボルト面とナット面とは密着して締付け力（ｆ）が発生する。一方、ボルト１４６と下部ナット１４２とは、離間して締付け量（ｆ）はゼロとなる。図１６（ｃ）の状態では、ボルト１４６と下部ナット１４２との噛み合いに関しては、ナットネジ下面１５０では、ボルト面とナット面とは密着して締付け力（ｆ）が発生する。一方、ナットネジ上面１４８では、ボルト面とナット面とは隙間が発生する。つまり、図１６（ｃ）に示すように、ボルト１４６と上部ナット１４４との噛み合いとは逆方向に締付け力が発生している。この相反する方向の締付け力がナットの緩み止めとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第４８３８４０２号
【特許文献２】特許第５３４６０６９号
【特許文献３】特開平９−１７７９２４号公報
【特許文献４】特開２０１０−２２３６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献1に示す、バックラッシュを防止するために熱可塑性樹脂を内蔵したクッション樹脂部材を用いるという技術は、送りネジに接している樹脂ナットの面を発熱により液状化させ、ネジを止めた際に樹脂ナットが冷えて送りネジに接している面が固体化して送りネジのバックラッシュをロックする機構である。この機構では、樹脂が効果を発揮するまで時間がかかり、樹脂の劣化により性能が低下するなどの問題がある。
【００１３】
特許文献２に示す、バックラッシュを防止するためにダブルナットを用いるという技術は、送りネジ式手動ステージにおいて操作方法が難しいという問題がある。
【００１４】
また、特許文献４に示す、アリ溝式手動ステージの摺動固定ネジを利用してアリ溝式手動ステージの「ガタツキ」を防止する方法がある。この方法によれば、通常のアリ溝式手動ステージに何も付加することなくガタツキを防止することができる。しかし、アリ溝式手動ステージの摺動固定ネジを締めたまま手動ステージを位置合わせしなければならない。そのため、摺動固定ネジを締め付けることで発生する摩擦力により、摺動部品の移動操作に手間がかかるという問題がある。
【００１５】
本願の目的は、かかる課題を解決し、手動ステージによる位置調整時に発生する、固定部品に対する摺動部品のいわゆる「ガタツキ」を簡易な構成及び操作により抑制するガタツキ抑制機構付き手動ステージを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明に係るガタツキ抑制機構付き手動ステージは、摺動部品に設けられ、内側に雌ネジが切られた雌ネジ筒と、固定部品に接続され、外側に雄ネジが切られた雄ネジ棒とが係合され、雄ネジ棒の回転操作により摺動部品を摺動させる送りネジ式手動ステージにおいて、雌ネジ筒が、摺動部品に設けられた凹部に収納される凸部と、雄ネジ棒が貫通する筒部本体と、筒部本体に設けられたスリット部と、スリット部の幅を調整するガタツキ抑制ボルトと、からなることを特徴とする。
【００１７】
上記構成により、固定部品と摺動部品とから構成されるアリ溝式の手動ステージにおいて、雌ネジ筒が摺動部品の凹部に係合される凸部を有し、雌ネジ筒は、雄ネジ棒が貫通し、内側に雌ネジが切られた筒部本体と、筒部本体に設けられたスリット部とから構成され、ガタツキ抑制ボルトによりこのスリット部の間隔を調整することで雌ネジの内部に軸圧を発生させ、送りネジ式手動ステージにおいてガタツキ抑制機構を簡易に付加することができる。
【００１８】
また、ガタツキ抑制機構付き手動ステージは、筒部本体が凸部において摺動部品に設けられた凹部に係合され、スリット部が雄ネジ棒と交差する方向に設けられ、一方の端部がスリット部の開放端であり、他方の端部がスリット部のスリット端であり、ガタツキ抑制ボルトが筒部本体においてスリット部の開放端側に近接して設けられることが好ましい。  
【００１９】
すなわち、筒部本体が凸部において摺動部品の凹部に係合されることで、ガタツキ抑制ボルトの操作により筒部本体の移動を抑えることが可能になる。また、スリット部が雄ネジ棒と交差する方向に設けられ、一方の端部はスリット部の開放端であり、他方の端部はスリット部のスリット端であり、ガタツキ抑制ボルトが筒部本体においてスリット部の開放端側に近接して設けられる。この構成により、ガタツキ抑制ボルトを回転させて雌ネジの形状を変化させることが可能になる。すなわち、ガタツキ抑制ボルトを回転すると、スリット部の開口部の幅が変化し、スリット端を固定点として筒部本体が変形する。そして、その筒部本体の変形により雌ネジの形状が変化し、あたかも雌ネジのピッチを変化させたような効果を生み出す。これにより、容易に手動ステージにガタツキ抑制機構を持たせることができる。
【００２０】
ここで、「スリット部の一方の端部が開放端であり、他方の端部がスリット端である」とは、雌ネジ筒の筒部本体は、Ｕ字状にスリットが設けられるが、Ｕ字の先端の部位に当たるのを開放端と称し、Ｕ字の底の部位に当たるのをスリット端と称す。
【００２１】
また、ガタツキ抑制機構付き手動ステージは、ガタツキ抑制ボルトを回転させ、雌ネジの形状を変化させることで雌ネジ筒内部に軸圧を導入することが好ましい。このように、雌ネジの形状を変化させるという簡易な方法で手動ステージにガタツキ抑制機構を備えることができる。
【００２２】
また、ガタツキ抑制機構付き手動ステージは、筒部本体が、ガタツキ抑制ボルトを回転させると、スリット端を回転中心とした回転動作を含みながらスリット部の開放端のスリット間隔を変化させることが好ましい。このように、雌ネジの形状を変化させ、雌ネジ筒内部に軸圧を導入して手動ステージにガタツキ抑制機構を導入することができる。
【００２３】
また、ガタツキ抑制機構付き手動ステージは、ガタツキ抑制ボルトの回転により、筒部本体内の雄ネジ棒と雌ネジ筒のネジの噛み合いは、スリットの位置を境にして左右で逆向きとなり、それぞれ逆方向の締付け力が発生することが好ましい。このように、ダブルナットの緩み止めと同じ原理を応用し、筒部本体にスリットを設けてガタツキ抑制ボルトによりスリット幅を調節して雌ネジ筒に締付け力を導入するという手法により、手動ステージにガタツキ抑制機構を導入することができる。
【００２４】
また、ガタツキ抑制機構付き手動ステージは、アリ溝ステージのアリ溝の横方向のガタツキを抑制するガタツキ抑制ネジについて、滑らかに摺動する領域を超えた締付領域で固定することで、雄ネジと雌ネジとのガタツキを事前に抑制することが好ましい。これにより、上述したガタツキ抑制機構に代替する簡易な手段を適用することができ、或いは、上述したガタツキ抑制機構に付加して適用することもできる。
【００２５】
また、ガタツキ抑制機構付き手動ステージは、摺動固定ネジが、摺動固定ネジの孔周りに設けられた、例えばステンレス鋼等の硬い素材からなる軸圧分散板を挟んでアリ溝ステージの突起部に軸圧を導入することが好ましい。これにより、軸圧を適度に分散させることができ、軸圧が集中することで生じる摺動ムラを防止することができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明に係るガタツキ抑制機構付き手動ステージによれば、手動ステージによる位置調整時に発生する、固定部品に対する摺動部品のいわゆる「ガタツキ」を簡易な構成及び操作により抑制するガタツキ抑制機構付き手動ステージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るガタツキ抑制機構付き手動ステージの一つの実施形態の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図1の実施形態の内部のガタツキ抑制機構付き手動ステージを示すＡ−Ａ透視図である。
【図３】図1の実施形態のＢ−Ｂ側面図である。
【図４】図１の実施形態の内部のガタツキ抑制機構を上面から示す透視平面図である。
【図５】送りネジ式手動ステージにおいて雌ネジ筒を摺動部品に固定し、回転操作部を回転させて摺動部品を固定部品に対して移動させる駆動機構を示す断面図及びＣ−Ｃ断面図である。
【図６】ガタツキ抑制機構の構成を拡大して示す詳細断面図である。
【図７】ガタツキ抑制ボルトにより雌ネジの形状を変化させて軸圧を導入するガタツキ抑制機構を示す説明図である。
【図８】ガタツキ抑制機構付き手動ステージの他の駆動機構を示す斜視図である。
【図９】図８に示す他の駆動機構を示すＡ´−Ａ´透視図である。
【図１０】図８に示す他の駆動機構を上面から示す透視平面図である。
【図１１】図８に示す他の駆動機構を示す断面図及びＣ´−Ｃ´断面図である。
【図１２】図８に示す他の駆動機構の構成を拡大して示す詳細断面図である。
【図１３】図８に示す他の駆動機構によるガタツキ抑制機構を示す説明図である。
【図１４】従来の送りネジ式手動ステージの概要を示す参考図である。
【図１５】従来のラックアンドピニオン式手動ステージにおいて、摺動固定ネジ及び摺動調節ネジによる摺動固定方法及び摺動調節方法を示す参考図である。
【図１６】従来のダブルナットによるバックラッシュ防止機構の原理を示す断面図及び部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、図面を用いて本発明に係るガタツキ抑制機構付き手動ステージ１につき、詳細に説明する。図１に、ガタツキ抑制機構付き手動ステージ１の一つの実施形態の概略構成を示す。また、図２に、図1のガタツキ抑制機構付き手動ステージ１をＡ−Ａ透視図で示す。また、図３に、図1のガタツキ抑制機構付き手動ステージ１をＢ−Ｂ側面図で示す。また、図４に、図１のガタツキ抑制機構付き手動ステージ１を上面から見た透視平面図で示す。
【００２９】
図1に示すように、例えばカメラなどの精密機器は、摺動部品２に設けられた精密機器取付孔１５に取り付けられる。また、図２に示すように、固定部品３は例えば土台などに設けられた土台固定孔１６に固定される。摺動部品２と固定部品３とは、共に裏面が相対するように設置される。そして、摺動部品２に設けられ、内側に雌ネジ２５（図５（ａ）参照）が切られた雌ネジ筒６と、固定部品３に接続され、外側に雄ネジ２４（図５（ａ）参照）が切られた雄ネジ棒５とが係合されることで摺動部品２と固定部品３とが接続する。また、雄ネジ棒５の端部には、軸受板７を介して回転操作部４が接続される。この回転操作部４では、六角レンチ９等により雄ネジ棒５を回転させることができる。また、軸受板７は、図２に示すように軸受板固定ボルト１７ａにより固定部品３に固定される。そして、この軸受板７は、ナット１３及びワッシャ１４により雄ネジ棒５を支持して固定する。さらに、軸受板７と反対方向には、端部板２９が設けられ、端部板固定ボルト３５により固定部品３に固定される。また、摺動部品２の一部は、雄ネジ棒５の締め付けを容易にするため切欠部１２が設けられている。この軸受板７の前後には、ワッシャ１４を介して雄ネジ棒５及びナット１３により予圧がかけられる。この予圧は、雄ネジ棒５及び回転操作部４の軸方向のガタツキと、軸受板７との面方向のガタツキを防止するためである。
【００３０】
（送りネジ式手動ステージ）
図１４に、従来の送りネジ式手動ステージ１００の概要を示す。図１４（ａ）は、送りネジ式手動ステージ１００の斜視図であり、図１４（ｂ）は、送りネジ式手動ステージ１００の内部を示す断面図である。上述した図１〜図４に示す本発明に係るガタツキ抑制機構付き手動ステージ１は、図１４に示す送りネジ式手動ステージ１００をベースとしてガタツキ抑制機構１２０を付加した手動ステージである。そこで、図１４を用いて、送りネジ式手動ステージ１００の概要を説明する。
【００３１】
図１４に示すように、送りネジ式手動ステージ１００は、摺動部品２、固定部品３、及び、回転操作部４から構成される。そして、送りネジ式手動ステージ１００は、摺動部品２に設けられ、内側に雌ネジ２５が切られた雌ネジ筒６と、固定部品３に接続され、外側に雄ネジ２４が切られた雄ネジ棒５とが、図1に示す係合部８にて係合される。送りネジ式手動ステージ１００は、回転操作部４で雄ネジ棒５を回転操作することにより摺動部品２を摺動させる駆動機構１１０（図５参照）を備えている。このように、送りネジ式手動ステージ１００は、摺動部品２に取り付けられた、例えばカメラなどの精密機器を、例えば土台などに固定された固定部品３に対して摺動させて位置調整を行う手動ステージであり、摺動部品２を所望の位置にセットするため搭載されたストッパである摺動固定ネジ１３２（図１５参照）を機能させて位置固定を行うことができる。
【００３２】
（送りネジ式手動ステージにおける駆動機構）
図５に、送りネジ式手動ステージ１００における駆動機構１１０を示す。図５ａは、駆動機構１１０の側面から見た断面図であり、図５ｂは、図５（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。雄ネジ棒５は、ワッシャ１４及び軸受板７を介して回転操作部４に接続している（図２参照）。そして、図５に示すように、雌ネジ筒６は筒部本体２２から摺動部品２に向かって突起した凸部２１を有し、この凸部２１は摺動部品２の裏面に設けられた凹部２０に係合している。従って、回転操作部４を回転させると雄ネジ２４が雌ネジ筒６の内部の雌ネジ２５に対して回転し、雌ネジ筒６が前後に移動する。この雌ネジ筒６の移動は、雌ネジ筒６の凸部２１及び摺動部品２の裏面に設けられた凹部２０を介して摺動部品２を固定部品３に対して駆動させる。そして、摺動部品２に取り付けられた、例えば、カメラ等の精密機器を所望の位置にセットする。
【００３３】
送りネジ式手動ステージ１００の駆動機構１１０における、いわゆる「ガタツキ」とは、雄ネジ２４と雌ネジ２５とが係合し合う駆動機構１１０において意図的に設けられた隙間のことである。この隙間がないと雄ネジ棒５と雌ネジ筒６とが干渉しあって回転操作ができなくなる。そのため、送りネジ式手動ステージ１００においては、この隙間によるいわゆる「ガタツキ」は避けられない技術的な要素である。しかし、送りネジ式手動ステージ１００を使用して光学機器などの精密機器の位置調整等を行う場合、一旦セットした位置が、この「ガタツキ」により位置が微妙に動いてしまうことは精度が狂う要因となり避けなければならない場合がある。
【００３４】
（ガタツキ抑制機構付き手動ステージ）
図６及び図７を用いて、ガタツキ抑制機構付き手動ステージ１におけるガタツキ抑制機構１２０を説明する。図６に、ガタツキ抑制機構１２０の構成要素を示す。図６（ａ）はガタツキ抑制機構１２０に関連する構成要素の断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＥ−Ｅ方向から見た断面図であり、図６（ｃ）は図６（ａ）のＤ−Ｄ方向から見た断面図である。
【００３５】
図６に示すように、ガタツキ抑制機構１２０の構成要素は、摺動部品２に設けられ、内側に雌ネジ２５が切られた雌ネジ筒６と、固定部品３に接続され、外側に雄ネジ２４が切られた雄ネジ棒５とが係合される。そして、この雄ネジ棒５の回転操作により摺動部品２を摺動させる送りネジ式手動ステージにおいて、雌ネジ筒６が摺動部品２に設けられた凹部２０に収納される凸部２１と、雄ネジ棒５が貫通する筒部本体２２と、その筒部本体２２に設けられたスリット部１１と、このスリット部１１の幅を調整するガタツキ抑制ボルト１０とから構成される。この構成により、スリット部１１を貫通するガタツキ抑制ボルト１０を回転させ、雌ネジ２５の形状を変化させて雌ネジ２５の内部に軸圧を発生させることができる。なお、図６（ａ）には、ガタツキ抑制ボルト１０の締め付け前のスリット部１１の幅を示す。
【００３６】
図７に、ガタツキ抑制機構１２０によるガタツキ抑制の機構を示す。ガタツキ抑制機構付き手動ステージ１では、ガタツキ抑制はガタツキ抑制ボルト１０により行われる。図７（ａ）は、六角レンチ９等を用いて回転操作部４を回転方向Ｒ１に回転させ、それに伴い雄ネジ棒５を回転させて摺動部品２を所望の位置に移動させた状態を示す。このとき、摺動部品２に接続された、例えば、精密機器（図示せず）等も摺動部品２と同様に図中Ｍ１方向（摺動部品の摺動方向）に移動させて所望の位置にセットされる。回転操作部４の端部には、例えば、六角レンチ９用の挿入孔が設けられている。但し、摺動部品２を移動させて所望の位置にセットする手段については、この方法に限らず他の方法でも良い。
【００３７】
図７（ａ）に示すように、雌ネジ筒６のスリット部１１には、所定のスリット幅（ｄ）が設けられている。本実施形態では、このスリット部１１は、そのスリット幅（ｄ）が一定な状態になっている。しかし、このスリット部１１の形状は、これに限らず、スリット幅（ｄ）が逆Ｖ字の形状であっても良く、また、スリット部１１が逆Ｕ型の形状であっても良い。
【００３８】
次に、ガタツキ抑制機構１２０によるガタツキ抑制の構成要素の働きについて詳細に説明する。筒部本体２２は、凸部２１において摺動部品２に設けられた凹部２１に係合されている。これにより、ガタツキ抑制ボルト１０の操作により筒部本体２２の移動を抑えることが可能になる。また、スリット部１１は、雄ネジ棒５と交差する方向に設けられる。また、スリット部１１は、一方の端部が開放端３１であり、他方の端部がスリット端３２である。ここで、開放端３１及びスリット端３２とは、雌ネジ筒６の筒部本体２２にスリットが設けられるが、スリットの開放側を開放端３１と称し、筒部本体２２とつながっている方をスリット端３２と称す。スリットの幅が一定な状態から、ガタツキ抑制ボルト１０をＲ２の方向（時計回り）に回転させると、図７（ｂ）に示すように、スリット部１１の開放端３１側のスリット幅（ｄ）が減少する。
【００３９】
図７（ｂ）には、ガタツキ抑制ボルト１０を回転させ、雌ネジ２５の形状を変化させた状態を示す。ガタツキ抑制ボルト１０を回転させ、雌ネジ２５の形状を変化させることで雌ネジ筒６内部に軸圧を導入する。このガタツキ抑制ボルト１０は、筒部本体２２において、スリット部１１の開放端３１側に近接して設けられる。ガタツキ抑制ボルト１０を回転させると、筒部本体２２は、スリット端３２を中心とした回転動作を含みながらスリット部１１の開放端３１のスリット幅（ｄ）を変化させる。このように、ガタツキ抑制ボルト１０を回転させ、スリット部１１の開放端３１のスリット間隔を収縮させることで、筒部本体２２に設けられた雌ネジ２５の形状を変化させることができる。なお、図7（ｂ）には、ガタツキ抑制ボルト１０を回転させて雌ネジ２５の形状を変化させた状態は、微妙な曲線になるため記載を省略して直線により表現する。
【００４０】
図７（ｃ）には、図７（ｂ）の状態での雄ネジ棒５の雄ネジ２４と雌ネジ筒６の雌ネジ２５の噛み合いの状態を示す。ガタツキ抑制ボルト１０の回転により、雄ネジ２４と雌ネジ２５との噛合いの状況は、スリット部１１の位置を境にして変化する。すなわち、一方の噛合い部２６ａでは、ネジ山の片側が密着して他方の側は離間する。他方の噛合い部２６ｂでは、ネジ山の片側が離間して他方の側は密着する。このように、雌ネジ２５の形状を変化させることで雌ネジ筒６内部に軸圧が導入され、固定部品３に対して摺動部品２を摺動させる際のガタツキが抑制される。
【００４１】
本発明では、ガタツキ抑制ボルト１０を時計回りに回転することでスリット部１１のスリット幅（ｄ）を収縮させて雌ネジ２５の形状を図７（ｃ）のようにして軸圧を発生させることができる。一方、ガタツキ抑制ボルト１０を反時計回りに回転することでスリット部１１の収縮したスリット幅（ｄ）を元に戻して「ガタツキ量」を制御することができる。この構成により、雄ネジ２４と雌ネジ２５とが係合し合う駆動機構１１０において発生する「ガタツキ」を抑制することが可能となる。さらに、ガタツキ抑制ボルト１０の回転量によりこの「ガタツキ量」を制御することができる。
【００４２】
（摺動調節ネジによるガタツキ抑制機構）
図１５に、従来のラックアンドピニオン式手動ステージ１３０において、摺動固定ネジ１３２を用いて摺動部品２を固定する手段を示す。また、摺動調節ネジ１１８を用いて摺動部品２の摺動を調節する手段を示す。図１５（ａ）は、摺動固定ネジ１３２を上面から見た平面図である。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＦ−Ｆ断面図であり、摺動固定ネジ１３２の断面を示す。図１５（c）は、図１５（ａ）のＧ−Ｇ断面図であり、摺動調節ネジ１１８の断面を示す。ここでは、固定部品３の両側、又は片側の壁部１３６に逆三角形の突出部１３８と溝部１３４とを設け、摺動固定ネジ１３２を、摺動固定ネジ孔１３１を貫通させて突出部１３８に突き当てて摺動部品２を押さえ込ませ、固定部品３に対する摺動部品２の位置を固定する。また、複数の摺動調節ネジ１１８を、摺動調節ネジ孔１１９を貫通させ、その先端部１３３を突出部１３８に突き当てて摺動部品２を押し付ける。このように、摺動固定ネジ１３２が、摺動部品２を固定部品３に対して固定する役割を有するのに対し、摺動調節ネジ１１８は、摺動部品２の固定部品３に対するガタツキ及び摺動の滑らかさを調節する役割を担う。
【００４３】
従来のラックアンドピニオン式手動ステージ１３０における摺動調節ネジ１１８を、図３に示すガタツキ抑制機構付き手動ステージ１にて、軸圧分散板２８を介してガタツキ抑制ネジ２７として適用する。すなわち、図３に示すように、固定部品３の両側の壁部３６に逆三角形の突出部３８と溝部３４とを設け、ガタツキ抑制ネジ２７を貫通させて突出部３８に突き当てて摺動部品２を押さえ込ませ、固定部品３に対する摺動部品２の摺動の程度を調節する。この複数のガタツキ抑制ネジ２７により固定部品３と摺動部品２との「ガタツキ」を抑制する。
【００４４】
このように、従来、アリ溝ステージのアリ溝の横方向のガタツキを抑制するガタツキ抑制ネジ２７について、滑らかに摺動する領域を超えた締付領域で固定することで、雄ネジ２４と雌ネジ２５とのガタツキを事前に抑制する。
【００４５】
図４に示すように、ガタツキ抑制ネジ孔３０の孔周りに設けられた例えばステンレス鋼等の硬い素材の軸圧分散板２８を挟んでガタツキ抑制機構付き手動ステージ１の突出部３８に突き当てて摺動部品２を押し、固定部品３と摺動部品２との「ガタツキ」を抑制する。
【００４６】
また、摺動部品２を移動させて位置合わせする際に、例えばステンレス鋼等の硬い素材の軸圧分散板２８を挟んでガタツキ抑制機構付き手動ステージ１の突出部３８に軸圧を導入する。これにより、軸圧を適度に分散することができ、かつ、摺動部品２の移動の手間が軽減されてスムースに摺動できる。
【００４７】
図８〜図１３に、ガタツキ抑制機構付き手動ステージ１において雌ネジ筒６を摺動部品２に固定する他の駆動機構２００の実施形態を示す。これは、図１、図２、図４、図５、図６及び図７に示す駆動機構に対して改良を加えた実施形態である。図１、図２、図４、図５、図６及び図７に示す実施形態では、雌ネジ筒６に設けられた１箇所の突起部２３が、摺動部品２に設けられた凸部２１に差し込まれて摺動部品２に係止されている。このディテールによると、雌ネジ筒６は摺動部品２に対して固定されずに浮いている(フローティング)ように挙動するため、雌ネジ筒６と摺動部品２との間で「こじれ」が生じないという特徴を有する。一方、摺動部品２に対して雌ネジ筒６が１箇所で係止されているため雌ネジ筒６が回転するという問題あった。また、手動ステージによる位置調整時において、バックラッシュによりガタが発生するという問題があった。他の駆動機構２００は、この点を改良し、２個の固定ネジ２１０により雌ネジ筒６の回転を抑えると共に、固定ネジ孔２２０に挿入された固定ネジ２１０により雌ネジ筒６を摺動部品２に螺合させ、ガタを完全に止める機構とした。
【００４８】
図８に、ガタツキ抑制機構付き手動ステージ１の他の駆動機構２００の概略構成を斜視図で示す。また、図９には、図８に示す他の駆動機構２００をＡ´−Ａ´透視図で示す。また、図１０には、図８に示す他の駆動機構２００を上面から透視平面図で示す。図１１には、送りネジ式手動ステージにおいて雌ネジ筒６を摺動部品２に固定する他の駆動機構２００を断面図及びＣ´−Ｃ´断面図で示す。また、図１２には、他の駆動機構２００の構成を拡大して詳細断面図で示す。さらに、図１３には、他の駆動機構２００によるガタツキ抑制機構を説明図で示す。
【００４９】
以上の実施形態で説明されたガタツキ抑制機構付き手動ステージ１の構成、形状、大きさ、及び配置関係については、本発明が理解、実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って、本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  ガタツキ抑制機構付き手動ステージ、２  摺動部品、３  固定部品、４  回転操作部、５  雄ネジ棒、６  雌ネジ筒、７  軸受板，８  係合部、９  六角レンチ、１０  ガタツキ抑制ボルト、１１  スリット部、１２  切欠部、１３  ナット、１４  ワッシャ、１５  精密機器取付孔、１６  土台固定孔、１７  軸受板固定ボルト、２０  凹部、２１  凸部、２２  筒部本体、２３  突起部、２４  （雄ネジ棒の）雄ネジ、２５  （雌ネジ筒の）雌ネジ、２６ａ，２６ｂ  （雄ネジと雌ネジの）噛合い部、２７  ガタツキ抑制ネジ、２８  軸圧分散板、２９  端部板、３０  ガタツキ抑制ネジ孔、３１  開放端、３２  スリット端、３３，１３３  先端部、３４，１３４  溝部、３５  端部板固定ボルト、３６，１３６  壁部、３８，１３８  突出部、１００  （従来の）送りネジ式手動ステージ、１１０  駆動機構、１１８  摺動調節ネジ、１１９  摺動調節ネジ孔、１２０  ガタツキ抑制機構、１３０  （従来の）ラックアンドピニオン式手動ステージ、１３１  摺動固定ネジ孔、１３２  摺動固定ネジ、１３８，１４０  ダブルナット、１４２  下部ナット、１４４  上部ナット、１４６  ボルト、１４８  ナットネジ上面、１５０  ナットネジ下面、２００  他の駆動機構、２１０  固定ネジ、２２０  固定ネジ孔、Ｆ  軸圧、ｆ  締め付け力、ｄ  スリット幅、Ｍ  （摺動部品の）摺動方向、Ｒ１  （六角レンチによる）回転方向、Ｒ２  （ガタツキ抑制ネジの）回転方向。
【図１】
2020169972.tif 000003
【図２】
2020169972.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020169972.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2020169972.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年10月15日(2019.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
図１６（ａ）の状態では、ナットネジ上面１４８では、ボルト面とナット面とは密着して締付け力（ｆ）が発生する。一方、ナットネジ下面１５０では、ボルト面とナット面とは隙間が発生する。図１６（ｂ）の状態では、ボルト１４６と上部ナット１４４との噛み合いは、図１６（ａ）に示すように、ナットネジ上面１４８では、ボルト面とナット面とは密着して締付け力（ｆ）が発生する。一方、ボルト１４６と下部ナット１４２とは、離間して締付け力（ｆ）はゼロとなる。図１６（ｃ）の状態では、ボルト１４６と下部ナット１４２との噛み合いに関しては、ナットネジ下面１５０では、ボルト面とナット面とは密着して締付け力（ｆ）が発生する。一方、ナットネジ上面１４８では、ボルト面とナット面とは隙間が発生する。つまり、図１６（ｃ）に示すように、ボルト１４６と上部ナット１４４との噛み合いとは逆方向に締付け力が発生している。この相反する方向の締付け力がナットの緩み止めとなる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明に係るガタツキ抑制機構付き手動ステージは、摺動部品に設けられ、内側に雌ネジが切られた雌ネジ筒と、固定部品に接続され、外側に雄ネジが切られた雄ネジ棒とが係合され、雄ネジ棒の回転操作により摺動部品を摺動させる送りネジ式手動ステージにおいて、雌ネジ筒は、摺動部品に設けられた凹部に収納される凸部と、雄ネジ棒が貫通する筒部本体と、筒部本体に設けられ、開放端とスリット端とを有するスリット部と、スリット部の開放端の幅を調整するガタツキ抑制ボルトと、からなり、ガタツキ抑制ボルトを回転させると、筒部本体は、スリット端を回転中心とした回転動作を含みながらスリット部の開放端の幅が変化し、雄ネジと雌ネジとの噛合いは、スリット部の位置を境にして雄ネジ棒の左右で逆向きとなる、ことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
図1に示すように、例えばカメラなどの精密機器は、摺動部品２に設けられた精密機器取付孔１５に取り付けられる。また、図２に示すように、固定部品３は例えば土台などに設けられた土台固定孔１６に固定される。摺動部品２と固定部品３とは、共に裏面が相対するように設置される。そして、摺動部品２に設けられ、内側に雌ネジ２５（図５（ａ）参照）が切られた雌ネジ筒６と、固定部品３に接続され、外側に雄ネジ２４（図５（ａ）参照）が切られた雄ネジ棒５とが係合されることで摺動部品２と固定部品３とが接続する。また、雄ネジ棒５の端部には、軸受板７を介して回転操作部４が接続される。この回転操作部４では、六角レンチ９等により雄ネジ棒５を回転させることができる。また、軸受板７は、図２に示すように軸受板固定ボルト１７により固定部品３に固定される。そして、この軸受板７は、ナット１３及びワッシャ１４により雄ネジ棒５を支持して固定する。さらに、軸受板７と反対方向には、端部板２９が設けられ、端部板固定ボルト３５により固定部品３に固定される。また、摺動部品２の一部は、雄ネジ棒５の締め付けを容易にするため切欠部１２が設けられている。この軸受板７の前後には、ワッシャ１４を介して雄ネジ棒５及びナット１３により予圧がかけられる。この予圧は、雄ネジ棒５及び回転操作部４の軸方向のガタツキと、軸受板７との面方向のガタツキを防止するためである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
１  ガタツキ抑制機構付き手動ステージ、２  摺動部品、３  固定部品、４  回転操作部、５  雄ネジ棒、６  雌ネジ筒、７  軸受板，８  係合部、９  六角レンチ、１０  ガタツキ抑制ボルト、１１  スリット部、１２  切欠部、１３  ナット、１４  ワッシャ、１５  精密機器取付孔、１６  土台固定孔、１７  軸受板固定ボルト、２０  凹部、２１  凸部、２２  筒部本体、２３  突起部、２４  （雄ネジ棒の）雄ネジ、２５  （雌ネジ筒の）雌ネジ、２６ａ，２６ｂ  （雄ネジと雌ネジの）噛合い部、２７  ガタツキ抑制ネジ、２８  軸圧分散板、２９  端部板、３０  ガタツキ抑制ネジ孔、３１  開放端、３２  スリット端、３３，１３３  先端部、３４，１３４  溝部、３５  端部板固定ボルト、３６，１３６  壁部、３８，１３８  突出部、１００  （従来の）送りネジ式手動ステージ、１１０  駆動機構、１１８  摺動調節ネジ、１１９  摺動調節ネジ孔、１２０  ガタツキ抑制機構、１３０  （従来の）ラックアンドピニオン式手動ステージ、１３１  摺動固定ネジ孔、１３２  摺動固定ネジ、１４０  ダブルナット、１４２  下部ナット、１４４  上部ナット、１４６  ボルト、１４８  ナットネジ上面、１５０  ナットネジ下面、２００  他の駆動機構、２１０  固定ネジ、２２０  固定ネジ孔、Ｆ  軸圧、ｆ  締め付け力、ｄ  スリット幅、Ｍ１  （摺動部品の）摺動方向、Ｒ１  （六角レンチによる）回転方向、Ｒ２  （ガタツキ抑制ネジの）回転方向。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摺動部品に設けられ、内側に雌ネジが切られた雌ネジ筒と、固定部品に接続され、外側に雄ネジが切られた雄ネジ棒とが係合され、前記雄ネジ棒の回転操作により前記摺動部品を摺動させる送りネジ式手動ステージにおいて、
前記雌ネジ筒は、前記摺動部品に設けられた凹部に収納される凸部と、
前記雄ネジ棒が貫通する筒部本体と、
前記筒部本体に設けられ、開放端とスリット端とを有するスリット部と、
前記スリット部の前記開放端の幅を調整するガタツキ抑制ボルトと、
からなり、
前記ガタツキ抑制ボルトを回転させると、前記筒部本体は、前記スリット端を回転中心とした回転動作を含みながら前記スリット部の前記開放端の幅が変化し、前記雄ネジと前記雌ネジとの噛合いは、前記スリット部の位置を境にして前記雄ネジ棒の左右で逆向きとなることを特徴とするガタツキ抑制機構付き手動ステージ。
【請求項２】
請求項１に記載のガタツキ抑制機構付き手動ステージであって、前記筒部本体は、前記凸部において前記摺動部品に設けられた前記凹部に係合され、前記スリット部は、前記雄ネジ棒と交差する方向に設けられ、一方の端部が前記スリット部の前記開放端であり、他方の端部が前記スリット部の前記スリット端であり、前記ガタツキ抑制ボルトは、前記筒部本体において、前記スリット部の前記開放端側に近接して設けられることを特徴とするガタツキ抑制機構付き手動ステージ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のガタツキ抑制機構付き手動ステージであって、前記ガタツキ抑制ボルトを回転させ、前記雌ネジの形状を変化させることで前記雌ネジ筒内部に軸圧を導入することを特徴とするガタツキ抑制機構付き手動ステージ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のガタツキ抑制機構付き手動ステージであって、前記筒部本体は、前記ガタツキ抑制ボルトを回転させると、前記スリット端を回転中心とした回転動作を含みながら前記スリット部の前記開放端のスリット間隔を変化させることを特徴とするガタツキ抑制機構付き手動ステージ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のガタツキ抑制機構付き手動ステージであって、前記ガタツキ抑制ボルトの回転により、前記筒部本体内の前記雄ネジ棒と前記雌ネジ筒のネジの噛み合いは、前記スリットの位置を境にして左右で逆向きとなり、それぞれ逆方向の締付け力が発生することを特徴とするガタツキ抑制機構付き手動ステージ。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載のガタツキ抑制機構付き手動ステージであって、アリ溝ステージのアリ溝の横方向のガタツキを抑制するガタツキ抑制ネジについて、滑らかに摺動する領域を超えた締付領域で固定することで、前記雄ネジと前記雌ネジとのガタツキを事前に抑制することを特徴とするガタツキ抑制機構付き手動ステージ。
【請求項７】
請求項６に記載のガタツキ抑制機構付き手動ステージであって、摺動固定ネジは、前記摺動固定ネジの孔周りに設けられた、例えばステンレス鋼等の硬い素材からなる軸圧分散板を挟んで前記アリ溝ステージの突出部に軸圧を導入することを特徴とするガタツキ抑制機構付き手動ステージ。