手动载物台用电动化单元及附有电动化单元的手动载物台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种手动载物台用电动化单元及附有电动化单元的手动载物台，尤其涉及一种安装于用手动使滑动部件或固定部件移动的手动载物台上并以自动的方式使滑动部件或固定部件移动的电动化单元、以及安装有该电动化单元的手动载物台。
【背景技术】
[0002]例如，在安装电荷親合器件(CO)，Charge Coupled Device)相机或传感器等电气电子设备、镜头或显微镜等光学设备、发光二极管(LED，Light Emitting D1de)等照明设备等时，有时为了定位或对焦而必须进行位置调整。另外，在所述的设备安装之后，有时也必须进一步对所述的设备的位置进行微调。所述电气电子设备、光学设备、照明设备等通常设置于被称为“载物台”的机械设备上进行位置调整或位置微调。此外，在本说明书中，将为了定位或对焦而需要进行位置调整或位置微调的设备统称为“精密设备”。
[0003]此外，在所述的载物台中，利用者通过操作手柄使精密设备移动的载物台被称为“手动载物台”，其由滑动部件、固定部件及手柄构成。所述手动载物台是下述的设备:通过滑动机构连接滑动部件与固定部件，并以绕轴转动的方式对设置于滑动部件或固定部件的手柄进行转动操作，使滑动部件相对于固定部件移动，由此调整精密设备的位置。按照该手动载物台的滑动机构，该手动载物台包括燕尾槽式载物台、进给丝杠式载物台、直线滚珠式载物台、交叉滚子式载物台、简易滚珠式载物台、燕尾槽滑轨式载物台等。另外，各个载物台按照使用目的而具有多种多样的形式，例如，在燕尾槽式载物台的情况下，具有沿一方向滑动的X轴燕尾槽式载物台、沿大体垂直的两个方向滑动的XY轴燕尾槽式载物台、沿上下方向滑动的Z轴燕尾槽式载物台等。
[0004]图6至图16将所述的多种多样形式的实施例表示在附图中。图6是X轴载物台的实施例。图7是X轴载物台(手柄加长型)的实施例。图8是XY轴载物台的实施例。图9是Z轴载物台的实施例。图10是X轴载物台的实施例。图11是Z轴载物台的实施例。图12是X轴载物台的实施例。图13是X轴载物台(燕尾槽进给丝杠型)的实施例。图14是X轴载物台(燕尾槽细进给丝杠型)的实施例。图15是X轴载物台(燕尾槽细进给丝杠型)的实施例。此外，图16是X轴载物台的实施例。
[0005]手动载物台通过驱动机构使滑动部件相对于固定部件移动来调整精密设备的位置。例如，所述驱动机构有主要用于燕尾槽式载物台的齿条和小齿轮、主要用于进给丝杠式载物台的外螺纹杆和内螺纹筒等。此外，还有作为驱动机构不是用手动而是用自动或电动操作的自动载物台或电动载物台。
[0006]精密设备通过紧固件安装于设置在载物台的滑动部件上侧的精密设备安装孔。另夕卜，通过将紧固件拧入基台固定孔由此将载物台的固定部件固定于基台上。所述手动载物台通过拧紧设置在滑动部件上的滑动固定螺丝而能够固定于固定部件上的任意位置，通过拧松所述滑动固定螺丝而能够在固定部件上移动。
[0007]参照专利文献I的图2，说明齿条和小齿轮式手动载物台的驱动机构。利用齿条和小齿轮的驱动机构将固定于滑动部件或固定部件的齿条(专利文献I的图2的附图标记13)和以具有共同的转动轴的方式与手柄连接且被滑动部件或固定部件支承的小齿轮(同附图标记14)卡合，如果转动手柄(同附图标记9)，则小齿轮联动转动并在齿条上移动，由此使滑动部件相对于固定部件滑动。即，利用齿条和小齿轮的驱动机构是通过转动驱动手柄来使齿条和小齿轮动作的驱动机构。该齿条和小齿轮式的手动载物台与后述的燕尾槽式载物台的滑动机构组合，转动一圈手柄约移动18_，是适用于需要快速且大幅度移动的情况的驱动机构。
[0008]参照专利文献I的图22来说明进给丝杠式手动载物台的驱动机构。进给丝杠式的驱动机构将与安装精密设备的滑动部件的背面连接的内螺纹筒(专利文献I的图22的附图标记306)和贯穿块体的外螺纹杆(同附图标记307)卡合，所述块体固定在与基台连接的固定部件上，通过操作手柄(同附图标记309)使外螺纹杆转动，由此使滑动部件相对于固定部件移动。即，进给丝杠式的驱动机构是通过转动驱动手柄使外螺纹杆和内螺纹筒动作的驱动机构。该进给丝杠式的手动载物台与后述燕尾槽式载物台的滑动机构组合，转动一圈手柄，按照机构种类，以约0.5mm、约1.0mm、约2.0mm、约4.2mm、约5.0mm、约10.0mm等间距进行移动，是适用于要求耐负荷性且需要进行微小调整的驱动机构。
[0009]参照专利文献I的图1来说明利用燕尾槽的滑动机构。在齿条和小齿轮式手动载物台及进给丝杠式手动载物台中，使滑动部件相对于固定部件顺畅地滑动的滑动机构通常使用燕尾槽式手动载物台。所谓的燕尾槽式手动载物台是嵌合具有凹陷为台形的燕尾槽(专利文献I的图1的附图标记3)的固定部件和具有突出为台形的燕尾(同附图标记2)的滑动部件，使滑动部件相对于固定部件顺畅地滑动的手动载物台。
[0010]该燕尾槽载物台仅为手动载物台，尚未开发出使载物台与马达等转动驱动机构一体化的自动载物台(或电动载物台)。另一方面，与燕尾槽载物台不同的、具备其他滑动机构的直线滚珠式载物台、交叉滚子式载物台等，已经开发了内部组装有马达、控制装置等的自动载物台。此外，该自动载物台(或电动载物台)通过该机构仅能进行自动操作(或电动操作)，不能通过手动进行操作。
[0011]另外，专利文献2的图11公开了通过电动机进行手柄转动控制的系统。在此，夹钳部件(图11的附图标记409)通过第一垫片与第一块体连接，转动操作部(图11的附图标记406)通过第二垫片与夹钳部件连接。此外，电动机(图11的附图标记32)及控制装置(图11的附图标记33)通过连接器(图11的附图标记31)与转动操作部连接。即，电动机是通过连接器与转动操作部的端部连接，通过电动机的转动操作使外螺纹杆转动，使滑动部件相对于固定部件移动。
[0012]此外，在专利文献3中公开了能够根据使用便利性、所要求的功能及使用用途选择安装于手动载物台主体上的部件的高功能手动载物台单元及手动载物台构成系统。此夕卜，公开了选择如图9所示的“手柄部件(组)(图9中的附图标记5a?5e) ”安装于图6所示的“手动载物台主体(图6的附图标记2) ”。其中，图9的(e)表示电动手柄部件(图9的附图标记5e)，用于通过进一步包围与手柄连接夹具部件连接的手柄部件的连接器，与电动机及控制装置连接，通过电动机进行手柄的转动控制。所述的手柄部件全都与手动载物台主体的手柄连接部件的前端螺纹部卡合，通过选择该电动手柄部件，将手动载物台扩张为电动载物台。
[0013]现有技术文献
[0014]专利文献
[0015]专利文献1:日本发明专利公报第4606501号
[0016]专利文献2:日本发明专利公报第4890652号
[0017]专利文献3:日本发明专利公报第4574716号
【发明内容】
[0018]本发明要解决的技术问题
[0019]如上所述，载物台与马达等转动驱动机构一体化的自动载物台或电动载物台，由于在载物台上装设有马达等自动化装置，所以滑动部件的移动仅限于自动操作。因此，对于习惯使用手动载物台的利用者而言存在使用不便的情况。例如，有时调整位置时需要进行微妙的移动。此时，较佳的是用手动进行调整，自动操作难以取代利用手动的微妙的手柄操作。另外，如果想通过自动化(或电动化)实现利用手动的微妙的调整，存在需要较高价位的控制机构和控制软件的问题。另外，因为载物台的利用者无法将一体化的自动载物台安装于原有的手动载物台上，所以产生必须新购买自动载物台的问题。
[0020]另外，对于专利文献2所示的通过电动机进行手柄的转动控制的系统及专利文献3所示的电动载物台，为了将它们实用化并成为装拆自如的单元，必须解决下述的三方面的技术问题。
[0021]第一，需要防止电动化单元本身因马达转动而共同转动的机构。即，必须将电动化单元安装于不受马达转动影响的固定物体上。另外的问题是该防止共同转动的机构必须是相对于手动载物台能容易地装拆的机构。
[0022]第二，为了能够安装于原有的手动载物台的滑动部件或固定部件上，需要能通用安装于多种多样尺寸的滑动部件或固定部件上的机构。另外，为了使手动载物台的手柄转动，需要能通用地抓持多种多样尺寸的手柄的机构。此外，因滑动部件、固定部件、手柄等存在制造误差，所以存在下述问题:要求该机构能对应于制造误差可靠地进行安装及可靠地进行抓持。
[0023]第三，需要即使在使载物台自动化了或电动化了的情况下也能容易地微调载物台位置的机构。即，要求自动载物台(或电动式载物台)具有作为手动载物台的优点的能微调的优点。关于该方面，存在下述问题:为了在自动载物台(或电动式载物台)进行微调，需要复杂的控制机构和使其动作的控制软件，在经济上是不利的。
[0024]本发明的目的在于解决所述的问题，并提供一种手动载物台用电动化单元及附有电动化单元的手动载物台，它们相对于通过手动转动手柄来使滑动部件或固定部件移动的以往的手动载物台，能够通过装拆简单的机构自由地选择自动与手动，并且能够通过手动进行微调。
[0025]解决技术问题的技术方案
[0026]为了达成所述的目的，本发明提供一种手动载物台用电动化单元，其安装于手动载物台，所述手动载物台通过驱动机构连接安装精密设备的滑动部件与固定在基台上的固定部件，通过使手柄绕轴转动的转动操作来使所述滑动部件移动，由此调整所述精密设备的位置，所述手动载物台用电动化单元具备:转动防止用夹具，通过夹入所述手动载物台的所述滑动部件或所述固定部件来防止共同转动；手柄驱动用连接部，保持与手柄轴大致同轴并与所述手柄结合；手柄抓持部，抓持所述手柄的旋钮部；以及马达，使所述手柄驱动用连接部转动，通过装拆所述手动载物台用电动化单元来选择手动操作或自动操作中的任意一方。
[0027]按照该构成，电动化单元能装拆自如地安装于手动载物台。此外，通过装拆电动化单元能够选择手动操作或自动操作中的任意一方。由此，利用者通过将新购买的电动化单元安装于已经购买的手动载物台上就能够设定成自动操作模式(或电动操作模式)。另外，通过卸除被安装了的电动化单元能够复原回手动操作模式，因此能够提高载物台的使用便利性。如此，利用者能够灵活利用手动操作的优点及自动操作或电动操作的各自优点而分别使用。
[0028]所述电动化单元由转动防止用夹具、手柄驱动用连接部、手柄抓持部及马达构成。此外，通过夹入手动载物台的滑动部件或固定部件的转动防止用夹具能够防止共同转动。另外，通过转动防止用夹具能够夹入尺寸不同的滑动部件或固定部件。另外，即使滑动部件或固定部件的尺寸精度存在偏差也能够通过转动防止用夹具可靠地夹入滑动部件或固定部件。另外，通过手柄驱动用连接部能够保持与手柄轴大致同轴并与手柄结合。此外，通过手柄抓持部能够可靠地抓持尺寸精度存在偏差的手柄的旋钮部。
[0029]另外，在所述手动载物台用电动化单元中，优选的是，通过用手动对所述手柄驱动用连接部进行转动操作来使被所述手柄抓持部抓持的所述手柄的所述旋钮部转动，由此微调所述精密设备的位置。由此，除了所述手动操作及自动操作以外，通过停止自动操作，能够利用手柄驱动用连接部用手动微调手柄。
[0030]另外，在所述手动载物台用电动化单元中，优选的是，所述转动防止用夹具是一对夹钳，所述转动防止用夹具具备开闭机构，所述开闭机构使所述夹钳的前端部相互打开或闭合，由此装拆自如地夹入所述滑动部件或所述固定部件。由此，能够利用简单的机构可靠地防止共同转动。另外，通过转动防止用夹具能够夹入尺寸不同的滑动部件或固定部件。此夕卜，即使滑动部件或固定部件的尺寸精度存在偏差，通过转动防止用夹具也能够可靠地夹入滑动部件或固定部件。
[0031]另外，在所述手动载物台用电动化单元中，优选的是，所述开闭机构通过使齿轮以绕轴转动的方式转动，使连接的转轮转动，进行一方的夹钳的前端部的开闭，使与所述转轮啮合的正齿轮与所述转轮的转动联动，进行另一方的夹钳的前端部的开闭，由此使一对夹钳的前端部相互打开或闭合。通过所述开闭机构，能够利用简单的机构可靠地防止共同转动。另外，通过转动防止用夹具能够夹入尺寸不同的滑动部件或固定部件。此外，即使滑动部件或固定部件的尺寸精度存在偏差，也能够通过转动防止用夹具可靠地夹入滑动部件或固定部件。
[0032]另外，在所述手动载物台用电动化单元中，优选的是，所述手柄抓持部通过爪状夹头装置装拆自如地抓持所述手柄的所述旋钮部。如此，通过简单的机构能够可靠地抓持手柄的旋钮部。另外，通过将所述的夹头机构替换成大小不同的其他夹头机构，能够对应多种多样的大小的旋钮部。此外，能够可靠地抓持尺寸精度存在偏差的手柄的旋钮部。
[0033]为了达成所述目的，本发明还提供一种手动载物台，其通过驱动机构连接安装精密设备的滑动部件与固定在基台上的固定部件，通过使手柄绕轴转动的转动操作来使所述滑动部件移动，由此调整所述精密设备的位置，所述手动载物台通过安装电动化单元能够选择自动操作，所述电动化单元具备:转动防止用夹具，通过夹入所述滑动部件或所述固定部件来防止共同转动；手柄驱动用连接部，保持与手柄轴大致同轴并与所述手柄结合；手柄抓持部，抓持所述手柄的旋钮部；以及马达，使所述手柄驱动用连接部转动。
[0034]按照该构成，能装拆自如地安装电动化单元的手动载物台，通过装拆电动化单元能够自由地选择手动操作或自动操作中的任意一方。由此，利用者能够将已经购买的手动载物台设定成自动操作模式(或电动操作模式)。另外，通过卸除被安装上的电动化单元就能够切换成手动操作模式，由此能够提高载物台的使用便利性。如此，利用者能够灵活利用手动操作的优点及自动操作或电动操作的各自优点而分别使用。
[0035]所述电动化单元由转动防止用夹具、手柄驱动用连接部、手柄抓持部及马达构成。此外，通过夹入手动载物台的滑动部件或固定部件的转动防止用夹具能够防止共同转动。另外，通过转