真空対応Ø12.7 mm (Ø1/2インチ)ポストシステム

Ø1/2" Post System Components for Vacuum Use
All Components are Shipped Double Vacuum Bagged
Constructed of 303, 316, 304L, and A4 Stainless Steel
and 6061-T6 and 2024-T3 Aluminum

TR2V

Ø1/2" Post,
8-32 Stud

BA1SV

Ø1/2" Post Holder Base

POLARIS-CA5

Non-Bridging Clamping Arm

PH2V

Ø1/2" Post Holder

PLS-H15

Ø1/2" Post, 8-32 Tap &
Alignment Pin Holes

PLS-HC2

Ø1/2" Post,
#8 Counterbore &
Alignment Pin Holes

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概要
真空仕様
クランプアームのデータ
Insights-ワッシャとベース
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型番	数量	Description
PLS-H15	1	Ø1/2 インチポスト、Polarisマウント用、#8-32取付け穴1つ付き、長さ1.50インチ(インチ規格)
POLARIS-CA5	1	ノンブリッジクランプアーム、Ø12.7 mmポスト用、ステンレス製、スロット 0.60インチ、1/4"-20クランプネジ(インチ規格)
POLARIS-B05S	1	Polaris固定式マウント、Ø12.7 mm(Ø1/2インチ)光学素子フレクシャークランプ固定、ビームスプリッタ用
DMLP550T	1	Ø1/2" Longpass Dichroic Mirror, 550 nm Cut-On

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型番	数量	Description
PLS-H373/M	1	Ø12.7 mmポスト、Polarisマウント用、M4 x 0.7取付け穴1つ付き、長さ37.3 mm(ミリ規格)
POLARIS-CA5/M	1	ノンブリッジクランプアーム、Ø12.7 mmポスト用、ステンレス製、スロット15.2 mm、M6クランプネジ(ミリ規格)
POLARIS-B05S	1	Polaris固定式マウント、Ø12.7 mm(Ø1/2インチ)光学素子フレクシャークランプ固定、ビームスプリッタ用
DMLP550T	1	Ø1/2" Longpass Dichroic Mirror, 550 nm Cut-On

Ø1/2インチポスト、
Polarisマウント、
Polarisクランプアームの使用例

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型番	数量	Description
TR2V	1	真空対応Ø1/2インチポスト、#8-32ネジ、1/4"-20タップ穴付き、長さ2インチ(インチ規格)
PH1.5V	1	Ø1/2インチポストホルダ、六角固定つまみネジ付き、長さ1.5インチ、真空対応(インチ規格)
BA2V	1	取付けベース、2インチ x 3インチ x 3/8インチ、真空対応(インチ規格)

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型番	数量	Description
TR50V/M	1	真空対応Ø12.7 mmポスト、M4ネジ、M6タップ穴付き、長さ50 mm(ミリ規格)
PH30V/M	1	Ø12.7 mm ポストホルダ、六角固定つまみネジ付き、長さ30 mm、真空対応(ミリ規格)
BA2V/M	1	取付けベース、50 mm x 75 mm x 10 mm、真空対応(ミリ規格)

Ø1/2インチポスト、ホルダ、
ベースの使用例

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全ての真空対応部品は、2重の真空バッグに入れてご提供しています。

特長

真空対応バージョンのオプトメカニクス部品をご用意
Ø12.7 mm(Ø1/2インチ)ポストシステムには、ポスト、クランプアーム、ポストホルダ、ポストホルダーベース、つまみネジ、キャップスクリュが付属
全ての部品は、10^-5 Torrの真空状態で使用可能(袋からの取り出し後に処理は不要)
加工を加えることで、さらに低い圧力での使用も可能
全ての部品はクリーンルームでの用途向けに2重の真空バッグに入った状態で出荷

こちらのページでは、当社でもニーズの高いオプトメカニクス部品の真空対応バージョンをご紹介いたします。これらの部品は、真空用途およびクリーンルームでの用途向けに厳選したステンレススチールおよびアルミニウム製です。右に掲載されている写真のように、全ての部品はクリーンルームおよび真空用途向けに2重の密閉袋に梱包されています。当社ではこれらの製品に対応するキャップスクリュ、止めネジ(セットスクリュ)ならびにワッシャをご用意しております。

真空対応部品の特注対応

当社の多くのオプトメカニクス部品は真空の用途向けに特別にご注文いただけます。詳細については当社までお問い合わせください。

真空対応について
当社の真空対応オプトメカニクスは、梱包前に化学洗浄され真空での用途向けに準備されています。10^-6 Torr以上の真空圧力であれば(当社のPLSシリーズポストおよびクランプアームPOLARIS-CA5/Mの場合は10^-5 Torr)、袋から取り出してすぐにお使いいただけます。追加洗浄や加工によりさらに低い圧力での使用も可能ですが、アルミニウムおよびステンレススチールのアウトガス率によってのみ制限されます。この製品と動作させる真空システムの部品の適正についてはアルミニウムおよびステンレススチールの材質特性とお客様が行った洗浄方法によりご判断ください。

この他にも真空の用途でお使いいただけるオプトメカニクス部品をご用意しております。 Polaris ミラーマウントの多くは真空対応です。また、アルマイト加工無しのアルミニウム製ブレッドボードは、お客様の方で洗浄および加工していただければ真空の用途でお使いいただけます。

真空対応仕様

Item	TR Series Ø1/2" Posts	Ø1/2" Post Holders	Post Holder Bases	Thumbscrews	Vented Cap Screws & Washers
Vacuum Compatibility as Packaged^a	> 10^-6 Torr
Materials	304L Stainless Steel (Post) 316 Stainless Steel (Setscrew)	6061-T6 Aluminum (Post Holder) 2024-T3 Aluminum (Thumbscrew) 353NDPK Epoxy^b Low Vacuum Pressure Grease	6061-T6 Aluminum	2024-T3 Aluminum	316 Stainless Steel (Imperial) A4 Stainless Steel (Metric)
Preparation and Packaging	Chemically Cleaned and Double Vacuum Bagged
Additional Vacuum Compatibility Information	-	Grease Vapor Pressure: 10^-13 Torr at 20 °C 10^-5 Torr at 200 °C Epoxy Meets Low Outgassing Standards NASA ASTM E595 and Telcordia GR-1221	-	-	-

追加の加工が必要なく部品が使用できる圧力。追加洗浄と加工によりさらに低い圧力で使用することも可能です。
こちらをクリックすると353NDPKのデータシートがご覧になれます。

Item	PLS Series Ø1/2" Posts	POLARIS-CA5(/M) Clamping Arm
Vacuum Compatibility as Packaged^a	> 10^-5 Torr
Materials	303 Stainless Steel	Arm: 303 Stainless Steel Screw: 18-8 Stainless Steel
Preparation and Packaging	Chemically Cleaned and Double Vacuum Bagged

追加の加工が必要なく部品が使用できる圧力。追加洗浄と加工によりさらに低い圧力で使用することも可能です。

Polaris^®クランプアームの試験

Polarisクランプアームの性能を確認するために様々な試験を実施しました。その多くの結果を同じ試験を実施したほかの業界標準品の結果と比較し、Polarisマウント用Ø1インチポストに対してPolarisクランプアームを使用すると、優れた性能が得られることを示すことができました。それぞれの試験の詳細についてはリンクをクリックしてください。

レーザープラットフォームの変形
- 業界標準のクランプフォークが剛性のあるステンレススチール製プラットフォームをどの程度変形し、またどの程度の恒久的な損傷を与えるかを測定し、Polarisクランプアームがそのような損傷を改善または防止できるかを評価します。
ポストおよびプラットフォームの締め付けトルク
- (1)PolarisクランプアームのフレクシャークランプにØ1インチポストをしっかり取付けるのに必要な締め付けトルク、および(2)クランプアームをレーザーシステム内にしっかり固定するのに必要な締め付けトルクを測定します。このデータは、他社の業界標準クランプフォークの設計と比較しました。
ポストの緩みトルク
- Ø1インチポストPLS-P150を保持しているPolarisクランプアームから、ポストを緩めるのに必要なトルクを測定します。
ポストのたわみ
- PolarisポストをPolarisクランプアームに取り付け、力を加えたときのポストの一時的および恒久的なたわみを測定します。

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図1: 業界標準のクランプフォームを使用したときのビームのドリフト

レーザープラットフォームの変形

目的:この試験は、業界標準のクランプフォークが剛性のあるステンレススチール製プラットフォームをどの程度変形するか、またどの程度恒久的な損傷を与えるかを測定し、Polarisクランプアームの使用によりそのような損傷が改善または防止できるかを評価するために実施しました。試験にはクランプアームPOLARIS-CA1を使用しましたが、ほかのPolarisクランプアームでも同様な結果を期待できます。広範囲な試験を通じて、Polarisクランプアームを用いるとプラットフォーム表面の一時的な変形は大幅に低減し、恒久的なダメージは測定にかからないレベルになることが示されました。

手順:光学素子からのビームが位置ディテクタに当たるようにアライメントし、その光学素子の近くに業界標準のクランプフォークを取付けました。クランプフォークを様々な大きさのトルクでプラットフォームに取付け(図1および図2の青色のデータセット)、ビームの偏向(ピッチとヨー)の様子を位置ディテクタで測定しました。トルクが75 in-lbs(8.5 N・m)になったら、そのままの状態でクランプフォークをプラットフォームに放置しました。16時間後、クランプフォークをプラットフォームから外し、最終のビーム偏向位置を記録しました(図1および図2の赤色のデータセット)。クランプアームPOLARIS-CA1についても同じ手順で試験を行いました。各試験は、同じプラットフォームの異なった場所で実施しました。最終的なビーム偏向量が0以外だった場合、プラットフォームの表面が恒久的に変形されたことを示します。

結果:下と右の図に示すように、業界標準のクランプフォークでは75 in-lbs(8.5 N・m)のトルクでヨーとピッチにそれぞれ131 µradおよび702 µradの偏向が生じ、クランプアームPOLARIS-CA1では同じトルクでヨーとピッチにそれぞれ12.2 µradおよび61 µradの偏向が生じました。16時間後にクランプフォークを外したとき、POLARIS-CA1ではビームは初期位置に戻りました。業界標準のクランプフォークでは、ビームは初期位置に戻らず、ヨーとピッチにそれぞれ176 µradと321 µradの偏向が残りました。図3と図4に示すシミュレーションの結果は、POLARIS-CA1と比較した業界標準のクランプフォークによって生じる変形量を示しています。

結論:クランプアームPOLARIS-CA1を用いると、光学素子の取付け表面に恒久的な損傷を与えず、使用中のプラットフォーム表面の変形も最小限に留まりました(図3および図4参照)。業界標準のクランプフォークは使用後のレーザープラットフォームに恒久的な損傷を与え、使用中も表面を大きく変形させていることが示されました。結果として、Polarisクランプアームは長期安定性と常に精密なアライメントが要求されるシステムへの使用に適していることが分かりました。

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図2: 75 in-lbs(8.5 N・m)のトルクがかかったPolarisクランプアームによる歪みは、10 in-lb(1.1 N・m)のトルクがかかった業界標準のクランプフォークによる歪みと同等です。

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図4: クランプアームPOLARIS-CA1では、フォーク周辺の変形を最小限に留めています。この図のスケールは、歪みが見やすくなるよう左の図の10倍に拡大されています。

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図3: 業界標準のクランプフォークではフォークの周辺が大きく変形しています。

締め付けトルク

目的:この試験は、(1)Polarisクランプアームのフレクシャークランプ式ポストの取付け穴にØ1/2インチまたはØ1インチポストをしっかり取付けるのに必要な締付けトルク、および(2)クランプアームをレーザーシステムにしっかり固定するのに必要な締付けトルクについて、それぞれの適正値を決定するために実施しました。さらに、得られたデータを他社の業界標準クランプフォークと比較しました。

手順:標準的なØ1インチ(Ø25.4 mm)ポストはPOLARIS-CA1(/M)を用いて保持し、PLS-HxシリーズのØ1/2インチ(Ø12.7 mm)ポストはPOLARIS-CA5(/M)を用いて保持しました。まずクランプアームを強固なステンレススチール製プラットフォームにボルトで固定し、次に側面の1/4"-20(M6 x 1.0)キャップスクリュを用いてフレクシャークランプを特定の値のトルクで締め付けてポストを固定しました。異なる値のトルクで固定するたびに、アームのポスト取付け穴の中でポストが動く(回転する)まで、ポストの軸周りに回転トルクをかけました。この「動き出す」直前のトルクの値をHolding Torque(保持トルク)と呼びます(下のグラフをご覧ください)。同様の方法を用いて、クランプアームをレーザープラットフォームに固定するのに適した、取付けスロットに対するトルク値を求めました。取付けスロットに対する試験はPOLARIS-SCA1でも実施し、スロットのサイズがトルク値の測定に影響がないかどうかを評価しました。

結果:最適な性能を得るためのフレクシャークランプネジの締め付けトルクは、インチ規格のØ1インチポスト用クランプアームでは15～25 in-lb、ミリ規格のØ25 mmまたはØ25.4 mmポスト用クランプアームでは1.75～3 N•mでした。テーブルやプラットフォームに取付ける時のクランプアームの締め付けトルクの推奨値は、インチ規格のØ1インチポスト用では40～65 in-lb、ミリ規格のØ25 mmまたはØ25.4 mmポスト用では4.75～7 N•mでした。クランプアームPOLARIS-CA5(/M)のフレクシャークランプおよびクランプアームのネジ締め付けトルク推奨値は、何れもインチ規格品では30～40 in-lb、ミリ規格品では4.0～4.5 N•mでした。結果の詳細は下記をご覧ください。

結論:Polarisクランプアームはコンポーネントをレーザーシステムのプラットフォームにしっかり取り付けるのに適していることが示されました。Ø1インチポスト用のインチ規格品では、フレクシャークランプの締め付けトルクが20 in-lb、取付けスロットの締め付けトルクが40 in-lbのとき、ポストは最大110 in-lbの対向トルクに耐えることができます。Ø25 mmまたはØ25.4 mmポスト用のミリ規格品では、それらに対応するトルク値はそれぞれ2.4 N・m、4.8 N・m、および12.4 N・mです。この性能は、同程度の100 in-lb(11.3 N・m)の保持トルクを得るのに70 in-lb(7.9 N・m)の締め付けトルクを必要とする、他社の類似するクランプフォークの性能よりも優れています。POLARIS-CA5(/M)の試験結果とグラフについては下記のリンクからご覧いただけます、上記のレーザープラットフォームの変形テストで示したように、取付け面にかかるトルクを最小に抑えることで恒久的なダメージを防ぐことができます。

試験1の結果: フレクシャークランプの保持トルク

下の図6のように、締め付けトルク20 in-lbにおけるPOLARIS-CA1の保持トルクは110 in-lbです。参考までに、110 in-lbのトルクは、ステンレススチール製1/4"-20キャップスクリュのネジに損傷を与える締め付け力です。POLARIS-CA1/Mでは、締め付けトルク2.4 N・mにおける保持トルクは12.4 N・mです。M6 x 1.0ネジと1/4"-20ネジの効率には差があるため、ミリ規格とインチ規格のクランプに関するトルク値は単純に単位変換したものではありませんのでご注意ください。M6ネジの効率は1/4”-20ネジよりも約5%低くなります。これはネジの直径とピッチの違いによるものです。ミリ規格のØ25 mmまたはØ25.4 mmポスト用PolarisクランプアームはすべてPOLARIS-CA1/Mと同様の性能を示し、またインチ規格のØ1インチポスト用PolarisクランプアームはすべてPOLARIS-CA1と同様の性能を示します。クランプアームPOLARIS-CA5(/M)では、40 in-lb (4.5 N•m)の締付トルクで50 in-lb (5.7 N•m)の保持トルクが得られます。クランプPOLARIS-CA1/MおよびPOLARIS-CA5(/M)の試験結果は、図6の下の該当部分をクリックしてご覧ください。

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POLARIS-CA1/Mのフレクシャークランプ保持トルク試験の結果はこちらをクリック
POLARIS-CA5(/M)のフレクシャークランプ保持トルク試験の結果はこちらをクリック
図6:試験1の結果。青い網掛け部分はフレクシャークランプの推奨トルク範囲を表しています。ミリ規格のØ25 mmまたはØ25.4 mmポスト用PolarisクランプアームはすべてPOLARIS-CA1/Mと同様の性能を示し、またインチ規格のØ1インチポスト用PolarisクランプアームはすべてPOLARIS-CA1と同様の性能を示します。

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図5:保持トルクは、トルクをかけたポストが「動き出す」直前のモーメントを測定したものです。

試験2の結果:取付け用スロットの保持トルク

取付け用スロットの締め付け推奨トルクは、スロット内での1/4"-20 (M6 x 1.0)キャップスクリュの位置によって変わります(ポストに近い位置、スロットの中間位置、ポストから遠い位置など)。図8ではPOLARIS-SCA1とPOLARIS-CA1のスロットの保持トルクを比較していますが、これはスロットのサイズがトルクの測定に影響しないことを示しています。スロットの保持トルクは、インチ規格のØ1インチポスト用クランプアームでは40～65 in-lb、ミリ規格のØ25 mmまたはØ25.4 mmポスト用クランプアームでは4.75～7 N•mです。試験1の結果と同様に、M6 x 1.0ネジと1/4"-20ネジの効率には差があるため、ミリ規格とインチ規格のクランプに関するトルク値は単純に単位変換したものではありませんのでご注意ください。M6ネジの効率は1/4”-20ネジよりも約5%低くなります。これはネジの直径とピッチの違いによるものです。クランプアームPOLARIS-CA5(/M)では、ポストに近い位置を40 in-lb (4.5 N•m)の締め付けトルクで固定したとき、約40 in-lb (4.5 N•m)の保持トルクが得られます。クランプPOLARIS-CA1/MおよびPOLARIS-CA5(/M)の試験結果は、図8の下の該当部分をクリックしてご覧ください。

他社の類似製品の性能も、取付けスロット内での1/4"-20 (M6 x 1.0)キャップスクリュの位置に依存します。しかし図9に示すように、中間位置およびポストから遠い位置で固定したときには、フォークの保持トルクが著しく低下します。ポストから遠い位置で固定したとき、締め付けトルク70 in-lb(7.9 N・m)での保持トルクは最大で32 in-lb(3.6 N・m)です。図10に示すように、締付けトルクが40 in-lbs(4.5 N・m)のとき、他社製品の保持トルクが38 in-lbs(4.3 N・m)であるのに対し、POLARIS-CA1の保持トルクは110 in-lb(12.4 N・m)です。

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POLARIS-CA1/M Slot Holding Torque Results
POLARIS-CA5(/M) Slot Holding Torque Results
図8:試験2の結果。赤い網掛け部分はクランプアームを光学テーブルに固定するときの推奨トルク範囲を表しています。このPOLARIS-SCA1とPOLARIS-CA1の比較により、スロットのサイズはスロットの保持トルクに影響を及ぼさないことが分かります。ミリ規格のØ25 mmまたはØ25.4 mmポスト用PolarisクランプアームはすべてPOLARIS-CA1/Mと同様の性能を示し、またインチ規格のØ1インチポスト用PolarisクランプアームはすべてPOLARIS-CA1と同様の性能を示します。

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図7:保持トルクは、トルクをかけたクランプアームが「動き出す」直前のモーメントを測定したものです。

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図9:類似他社製品のØ1インチポスト用クランプフォークに対する試験2の結果。POLARIS-CA1(/M)の結果については図8をご参照ください。

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図10:試験2におけるPOLARIS-CA1と他社製品の結果比較。固定位置はどちらも取付けスロットの中央。

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図12:プラットフォームからのポストの取付け高さを変えて(14ポジション)測定したポストの緩みトルク。これにより、ポストPLS-P150が作業面に触れた状態でクランプアームに取り付けられているとき、そのポストを緩めるには110 in-lb(12.4 N・m)以上のトルクが必要なことが分かります。

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図11::緩みトルクはトルクをかけたポストが「動き出した」直後のモーメントとして定義されます。

緩みトルク

目的:この試験は、Polarisクランプアームに固定されたØ1インチポストPLS-P150を緩めるのに必要なトルク量を評価するために実施しました。この試験にはPOLARIS-CA1を使用しましたが、Ø25 mmおよびØ25.4 mmポスト用のほかのPolarisクランプアームでも同様の結果を期待できます。

この試験ではポストをプラットフォームから引き上げ、様々な高さに固定して行いました。

手順:長さ1.5インチのØ1インチポストPLS-P150を、クランプアームPOLARIS-CA1に25 in-lb(2.8 N・m)のトルクで様々に高さを変えて固定しました。次に、図11のように、ポストが「動き出す」までポスト軸にトルクをかけました。そのトルクを緩みトルクとして記録しました。

結果:図12に示すように、クランプアームに固定されたポストPLS-P150を緩めるには110 N•m以上のトルクが必要です。ポストをプラットフォームから13 mm引き上げて固定したときでも、ポストを緩めるにはまだ約40 N•mのトルクが必要でした。なお、クランプアームの厚さはわずか15.2 mmであることにご留意ください。

結論:ポストPLS-P150をクランプアームに固定すると、ポストをプラットフォームから13 mm引き上げて保持した場合でも、大きな外力に耐えられる非常に安定したシステムを構築することができます。運搬や設置の際の振動に対しても部品のアライメントを維持することが求められる、カスタム仕様やOEM仕様のシステムに適しています。

ポストのたわみ

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図13:ポストPLS-P150に対して、クランプアームのエッジから0.90インチ(22.9 mm)上の位置に力を加えました。また、ポストを取付け面から引き上げて、固定する高さを変えて試験を行いました(9ポジション)。取り付けた高さごとに、力を負荷している間と力を除去した後のポストのたわみを測定しました。

目的:この試験は、Polarisクランプアームに固定されたPolarisミラーマウント用Ø1インチポストに力が加わったときに、ポストに生じる一時的および恒久的なたわみを評価するために実施しました。この試験にはPOLARIS-CA1を使用しましたが、Ø25 mmおよびØ25.4 mmポスト用のほかのPolarisクランプアームでも同様の結果を期待できます。Ø12.7 mm(Ø1/2インチ)ポスト用クランプアームには、45 N以下の力を負荷する場合でも、恒久的なたわみを防ぐために、ポスト-取付け面の距離を1 mm以下にすることを推奨します。

手順:長さ1.5インチのØ1インチポストPLS-P150を、クランプアームPOLARIS-CA1に25 in-lb(2.8 N・m)のトルクで様々に高さを変えて固定しました。次に、クランプアームのエッジから0.90インチ(22.9 mm)上の位置でポストの中心に向けて力を加えました(図13参照)。この試験は、プラットフォームからポストを引き上げて、固定する高さを0 mm～8 mmの範囲で変えて実施しました(9ポジション)。たわみは力を負荷している間(図14)と力を除去した後(図15)で測定しました。

結果:図14から、ポストPLS-P150を高さ8 mm以下で取り付けたとき、40 N以下の力によるたわみは0.01 mm未満であり、133 N以下の力でのたわみは0.17 mm未満であることが分かります。これらの値は力が負荷されている間の一時的なポストのたわみを示しています。試験を行ったすべてのポスト取付け高さ(0～8 mm)で、35 N以下の力による恒久的なたわみは0.005 mm未満でした(力の除去後に測定)。また、ポスト取付け高さが0 mmおよび2 mmでは、45 N以下の力での恒久的なたわみは測定レベル以下でした。最大の力133 Nを負荷したとき、すべてのポスト取付け高さにおいて恒久的なたわみは0.07 mm未満でした。Ø12.7 mm(Ø1/2インチ)ポスト用クランプアームには、45 N以下の力を負荷する場合でも、恒久的なたわみを防ぐために、ポスト-取付け面の距離を1 mm以下にすることを推奨します。

結論:当社のØ1インチポストをクランプアームPOLARIS-CA1で保持すると、大きな力が加わっても非常に安定なシステムを構築できます。運搬や設置の際の振動に対しても部品のアライメントを維持することが求められる、カスタム仕様やOEM仕様のシステムに適しています。

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図15:負荷した力の除去後に測定されたポストのたわみ。ポスト底面の高さを取付け面から0～8 mmの範囲で変えながら測定しました。(詳細は上記の「手順」をご覧ください)。ポスト-取付け面の距離が2 mm以下の場合、45 N以下の力を負荷したとき、恒久的なたわみは測定されませんでした。Ø12.7 mm(Ø1/2インチ)ポスト用クランプアームには、45 N以下の力を負荷する場合でも、恒久的なたわみを防ぐために、ポスト-取付け面の距離を1 mm以下にすることを推奨します。

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図14:ポストに力が加わっているときに測定されたポストのたわみ。ポスト底面の高さを取付け面から0～8 mmの範囲で変えながら測定しました。(詳細は上記の「手順」をご覧ください)。

Insights:光学実験のベストプラクティス

こちらのページでは下記について説明しています。

ワッシャ:オプトメカニクスに使用する場合
ベースは、アンダーカットのある面を下向きに置くと安定します

このほかにも実験・実習や機器に関するヒントをまとめて掲載しています。こちらからご覧ください。

ワッシャ:オプトメカニクスに使用する場合

Washers should be placed between bolts and slots

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図 2スロットを損傷させないよう、ボルトを挿入する前にワッシャを入れてください。ワッシャの丸みを帯びた滑らかな面をスロット側に向けて置き、フラットな粗い面がボルト頭部と接触するようにします。滑らかな面は、アルマイト処理された表面を傷つけることなく、容易に移動できるように設計されています。上の図はベースBA2(/M)です。

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図1:ワッシャの直径はボルト頭部より35%大きくなっています。これによりベースBA2(/M)のスロットにオーバーラップする面積はボルトの6倍になります。ワッシャはボルトの力をより広い面積に分散することで、スロットがえぐられるのを防止する役目をはたします。

標準的なキャップスクリュの頭部は、ネジの外径よりもそれほど大きくはありません(図1)。例えば1/4-20"ネジの頭の径は0.365～0.375インチ(約9.27～9.53 mm)で、このネジ用の貫通穴の径は0.264インチ(約6.71 mm)です。

デバイスを固定するためにネジを直接貫通穴に入れて締め付けると、力が貫通穴のエッジ部分にかかり、ネジでデバイスのエッジ部分をえぐってしまう場合がよくあります(図1)。

このエッジ部分が恒久的に変形してしまった場合、ネジの頭はえぐられた溝に戻ろうとするため、デバイスを精密に調整しようとしても、デバイスは元の位置に戻ってしまいます。

円形の貫通穴の場合は、ネジに対してデバイスを移動させようとするものではないので、このような変形による問題は生じないことが期待できます。

しかしスロットの場合には、スロットに沿ってどの位置にでもデバイスを固定できなければなりません。ワッシャを使用すると、力がスロットのエッジから離れる方向に分散されるので、スロットが変形しにくくなります。図1では、ワッシャがもたらす効果を図示しています。ベースBA2/Mのスロットと頭の径が0.37インチ(約9.4 mm)のキャップスクリュの接触面積は0.010 in²（約6.5 mm²)です。径0.5インチ(12.7 mm)のワッシャを使用すると接触面積は0.064 in²(約41.3 mm²)となり、6倍ほど大きくなります。

当社のワッシャには、それぞれの面に特徴があります(図2)。1つの面はフラットで粗く、もう1つの面は丸みを帯びていて研磨されています。丸みを帯びた研磨された面を、アルマイト処理されたデバイスの面に向けて置いてください。

ネジを締め付けるときに、ネジの頭でワッシャがアルマイト処理された面に対して回転する場合があります。

フラットで粗い面をアルマイト処理された面に押し付けた場合、摩擦でその表面を傷つける場合があります。しかし、丸みを帯びた面を接触させた場合、滑らかな面による摩擦は小さいため傷がつきにくく、デバイスの外観がより長く保たれます。

最終更新日:2019年12月4日

ベースは、アンダーカットのある面を下向きに置くと安定します

アンダーカットはBA2/Mのようなベースの下側の面に機械加工されます(図3と4)。アンダーカットによりパッドと呼ばれる脚ができます。最大限の安定性を得るため、パッドがテーブルやブレッドボードに接触するようにベースを置いてください。

ベースの上側の面にはアンダーカットは無く、部品取付け用の面になっています。

ベースを上下逆に取り付けると、ベースがテーブルやブレッドボード上で動いたり、その他の機械的な不安定性が生じたりする場合があります。

パッドの平面度
パッドの平面度を向上させる鍵はアンダーカットです。パッドは、アンダーカットの加工後に平面加工されます。

この工程で生じる摩擦熱でパッドが加熱され、平面度はそれによって影響をうけます。アンダーカットでパッドの表面積を小さくすることで、この工程での発熱量が抑えられます。

機械加工においては、発生する熱を最小限に留めることは有益です。金属は加熱されると膨張しますが、機械加工中に発生する不均一な加熱により、部品の寸法が歪む場合があります。加工中に部品の寸法が歪むと、冷却後の部品には高いスポットやその他の望ましくない形状が残る可能性があります。そのような部品を使用すると、不安定性やミスアライメントにつながる場合があります。

精密な機器やデバイスのパッド
パッドの付いたほかの例として、図5に直線移動ステージLX10(/M) を示します。

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図5:適切な安定性を得るため、ベースはアンダーカットがある面を光学テーブルまたはブレッドボードに向けて取り付けてください。

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図4:この図はベースの下側を示しており、赤く表示された箇所がアンダーカットです。この部分を切除することで、極めて平坦なパッドを実現できます。

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図3:適切な安定性を得るため、ベースはアンダーカットがある面を光学テーブルまたはブレッドボードに向けて取り付けてください。

最終更新日:2019年12月9日

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