JP2001135648A - 回り止め装置及びこれを用いた倣い装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型化及び製造コストの低減を図ること。 【解決手段】 対象物の特定面に当接して同特定面と平
行に倣う揺動体２０の回動を規制する回り止め装置は、
第１板バネ３７ａ，３７ｂと第２板バネ３７ｃ，３７ｄ
とを備える。第１板バネ３７ａ，３７ｂは、揺動体２０
がＹ軸周りに回動するとき、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に沿
って撓み易く、かつＺ軸を中心とする回転方向に撓み難
い形状を有する。又、第２板バネ３７ｃ，３７ｄは、揺
動体２０がＸ軸周りに回動するとき、Ｙ軸方向及びＺ軸
方向に沿って撓み易く、かつＺ軸を中心とする回転方向
に撓み難い形状を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回り止め装置及び
これを用いた倣い装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ダイシングされた半導体チップ
をダイ・ボンディング装置のリードフレーム上に搬送す
るチップマウンタ等に用いられる倣い装置がある。この
倣い装置は、凹状半球面を有する基台に、凸状半球面を
有する揺動体が回動可能に支持されている。そして、半
導体チップの特定面に、凸状及び凹状半球面の曲率中心
にある揺動体のワーク当接面（倣い面）を当接させる
と、揺動体が同一平面において互いに直交するＸ軸及び
Ｙ軸を中心に回動する。この回動により、揺動体のワー
ク当接面が半導体チップの特定面に合わせて傾動する。
これにより、揺動体のワーク当接面が半導体チップの特
定面に対し平行になる。

【０００３】かかる倣い装置においては、基台と揺動体
との摩擦抵抗が極めて低いため、揺動体はＸ軸及びＹ軸
周りのみならず、Ｘ軸及びＹ軸を含む平面に対して直交
するＺ軸周りにも回動してしまう。この結果、倣い精度
に悪影響を及ぼす。

【０００４】そこで、揺動体がＺ軸周りに回動するのを
防止する手段としては、一般にゴニオステージと呼ばれ
る装置が知られている。このゴニオステージは、複数の
揺動ブロックを連設して構成されている。各揺動ブロッ
クの界面には、水平面において互いに直交する方向に延
びる円弧面がそれぞれ形成されている。そして、倣いを
行う際には、それぞれの円弧面に沿って各揺動ブロック
が傾動するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の装置
においては、各円弧面の曲率中心を、揺動ブロックのワ
ーク当接面（倣い面）上に、０〜１μｍの範囲で一致さ
せなければならない。従って、極めて高精度な加工及び
組み立てが必要であった。又、複数の揺動ブロックによ
って揺動体の回り止めが阻止されるため、装置全体が大
型化するとともに複雑化する。この結果、コストが高く
なるという問題がある。

【０００６】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、小型化及び製造コストの低減を図
ることが可能な回り止め装置及びこれを用いた倣い装置
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、対象物の特定面に当
接して同特定面と平行に倣う可動部材の回動を規制する
回り止め装置において、前記可動部材がＹ軸周りに回動
するとき、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に沿って撓み易く、か
つＺ軸を中心とする回転方向に撓み難い第１弾性部材
と、前記可動部材がＸ軸周りに回動するとき、Ｙ軸方向
及びＺ軸方向に沿って撓み易く、かつＺ軸を中心とする
回転方向に撓み難い第２弾性部材とを備えたことを要旨
とする。

【０００８】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の回り止め装置において、前記両弾性部材は、薄板状
に形成され、Ｚ軸を中心とする回転方向への剛性が高い
形状であることを要旨とする。

【０００９】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
２に記載の回り止め装置において、前記両弾性部材のう
ちいずれか一方は可動部材に連結され、他方は両弾性部
材を支持する支持体に連結されていることを要旨とす
る。

【００１０】請求項４に記載の発明では、凹状半球面及
び凸状半球面のうちいずれか一方を備える固定部材に、
他方を備える可動部材を回動可能に設け、対象物の特定
面に前記可動部材を当接させることにより、その当接面
を前記対象物の特定面に対し平行となるように倣わせる
ようにした倣い装置であって、前記両部材との間に加圧
流体を噴出することにより、前記両部材同士を非接触に
し、可動部材を前記当接面に対して直交する軸線周りに
回動規制するために請求項１〜３のいずれかに記載の回
り止め装置を備えたことを要旨とする。

【００１１】請求項５に記載の発明では、請求項４に記
載の倣い装置において、前記可動部材を対象物に当接さ
せた状態で所定の位置に保持する位置ずれ防止手段が設
けられていることを要旨とする。

【００１２】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項１に記載の発明によると、対象物の特定面が
Ｘ軸方向に沿って傾いている場合に、可動部材が対象物
の特定面に当接されると、第１弾性部材がＸ軸及びＺ軸
方向に沿って撓み、可動部材はＹ軸周りに回動する。
又、対象物の特定面がＹ軸方向に沿って傾いている場合
に、可動部材が対象物の特定面に当接されると、第２弾
性部材がＹ軸及びＺ軸方向に沿って撓み、可動部材はＸ
軸周りに回動する。以上のようにして、可動部材が対象
物の特定面に沿って倣う。可動部材が倣うときにおい
て、両弾性部材はいずれもＺ軸を中心とする回転方向に
撓みにくいため、可動部材がＺ軸周りに回動するのを規
制することができる。従って、可動部材がＺ軸周りに回
動するのを規制するのに、例えばエア等の静圧を利用し
ていないので、装置全体が複雑化及び大型化することが
ない。

【００１３】請求項２に記載の発明によると、両弾性部
材は、薄板状に形成されているため、装置全体を小型化
することが可能になる。しかも、補強部材等を取り付け
ることなく、弾性部材の形状によってＺ軸を中心とする
回転方向への剛性を高くしているため、部品点数を少な
くすることができ、製造コストの低減につなげることが
できる。

【００１４】請求項３に記載の発明によると、両弾性部
材のうちいずれか一方は可動部材に連結され、他方は両
弾性部材を支持する支持体に連結されている。そのた
め、可動部材の回転中心を含む面上に、弾性部材を配置
する必要がない。従って、倣い装置の設計の自由度を高
くすることができる。

【００１５】請求項４に記載の発明によると、固定部材
と可動部材との間に加圧流体が噴出されるため、その加
圧流体のもたらす静圧が両部材の間に作用する。これに
より、両部材は非接触となるため、両部材間に摺動抵抗
がほとんど作用しない。よって、両部材のうちいずれか
を回動させて、当接面を対象物の特定面に対して平行に
することが可能になる。このとき、回り止め装置によ
り、回動する部材は、その当接面に対して直交する軸線
周りの回動が規制される。従って、高精度な倣いを行う
ことが可能になる。

【００１６】請求項５に記載の発明によると、位置ずれ
防止手段によって、対象物に当接している可動部材を所
定の位置に保持することが可能になる。そのため、可動
部材が極めて小さい荷重で動作する場合であっても、そ
れを対象物に対して倣わせた状態に確実に保持すること
ができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
具体化した第１実施形態を図面に基づき詳細に説明す
る。なお、本実施形態において、倣い装置１０の上下
（鉛直）方向をＺ軸方向とし、このＺ軸方向に対して直
交し、かつ同一水平面上において互いに直交する方向を
Ｘ軸方向及びＹ軸方向とする。

【００１８】図１〜図３に示すように、金属製の基台１
１の下面には、凹状半球面１２ａを有する環状多孔質材
１２が設けられている。固定部材である環状多孔質材１
２の形成材料としては、例えば焼結アルミニウム、焼結
銅、焼結ステンレス等の金属材料を使用することができ
る。その他にも、焼結三ふっ化樹脂、焼結四ふっ化樹
脂、焼結ナイロン樹脂、焼結ポリアセタール樹脂等のよ
うな合成樹脂材料や、焼結カーボン、焼結セラミックス
などが使用可能である。

【００１９】基台１１の一側面（図１の左側）にはポー
ト１３が形成され、このポート１３は図示しない圧力供
給源に接続されている。ポート１３はエア通路１３ａを
介して基台１１に形成された環状溝１４に連通されてい
る。この環状溝１４は前記環状多孔質材１２の裏面に開
口されている。そして、図示しない圧力供給源から加圧
流体としての加圧エアが、ポート１３、エア通路１３ａ
及び環状溝１４を介して環状多孔質材１２の表面全体か
ら噴出される。

【００２０】環状多孔質材１２において凹状半球面１２
ａの外周縁に位置する箇所には、吸引用環状溝１７が形
成されている。基台１１の他側面（図１の右側）には、
真空引きポート１８が形成され、その真空引きポート１
８には図示しない吸引ポンプが接続されている。この真
空引きポート１８はエア通路１８ａを介して吸引用環状
溝１７に連通されている。そして、吸引ポンプから真空
引きポート１８、エア通路１８ａを介してエアが吸引さ
れ、吸引用環状溝１７に沿ってエアによる吸引力が作用
する。

【００２１】環状多孔質材１２の下側には、金属製の揺
動体２０が設けられている。揺動体２０の上面には、凸
状半球面２０ａが形成され、この凸状半球面２０ａの曲
率半径は、前記凹状半球面１２ａの曲率半径と同じにな
っている。従って、揺動体２０の凸状半球面２０ａは、
環状多孔質材１２の凹状半球面１２ａに対して係合され
ており、凸状半球面２０ａに沿って揺動する。

【００２２】揺動体２０の中央部下面には、対象物とし
ての基板Ｋの上面（特定面）に半導体チップを接着する
ためのツール２１が突設されている。なお、図１に示す
符号Ｒは、凸状半球面２０ａ及び凹状半球面１２ａの曲
率半径を示し、その曲率中心はツール２１の先端面（基
板Ｋの上面）にある。従って、本実施形態では、ツール
２１の先端面がワーク当接面２１ａ、いわゆる倣い面と
なっており、その面上に揺動体２０の回転中心Ｃが存在
している。ちなみに、揺動体２０によるＸ軸及びＹ軸周
りの回動可能な角度（倣い角度）は、平常時のバランス
状態を０゜とすると、±０．５゜に設定されている。本
実施形態では、揺動体２０とツール２１とから可動部材
が構成されている。

【００２３】基台１１の中央部には、位置ずれ防止手段
としてのマグネット２３がマグネットホルダ２４を介し
てネジ２５によって取り付けられている。揺動体２０の
中心には上下方向に沿って延びるシャフト２６が複数の
ネジ２７によって固定されている。そのシャフト２６の
先端部は、前記マグネット２３及びマグネットホルダ２
４にそれぞれ形成された挿通孔２３ａ，２４ａを介して
同ホルダ２４の上面から突出されている。

【００２４】マグネット２３は、その磁力によって揺動
体２０が微妙に位置ずれするのを防止する役割を果た
す。従って、極めて小さい荷重で動作する揺動体２０で
あっても、倣わせた状態に確実に保持することが可能で
ある。又、倣い装置１０の電源が突然遮断され、真空引
きポート１８に対するエアの吸引が停止した場合でも、
マグネット２３の磁力のみで揺動体２０を倣わせた状態
に保持することが可能になる。

【００２５】次に、本実施形態の要部について説明す
る。図１〜図３に示すように、前記基台１１上には回り
止め装置３１が設けられている。この回り止め装置３１
は、下面が開口された支持体としての固定ケーシング３
２を備え、この固定ケーシング３２は複数のネジ３３に
よって基台１１上に取り付けられている。これにより、
固定ケーシング３２の下部開口部が基台１１によって塞
がれている。固定ケーシング３２においてシャフト２６
の先端部に位置する箇所には、円柱状の連結ブロック３
５が設けられている。連結ブロック３５は、揺動体２０
が揺動するのに伴い一体的に可動する。

【００２６】固定ケーシング３２において連結ブロック
３５の上方に位置する箇所には、正方形状をなす金属製
の薄板３６が収容されている。薄板３６には、その中央
部がワイヤカット等によって切り抜かれることにより複
数の板バネ３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄが形成され
ている。本実施形態において、板バネ３７ａ〜３７ｄは
４つ存在し、Ｘ軸方向において第１弾性部材としての第
１板バネ３７ａ，３７ｂが２つ対向配置され、Ｙ軸方向
において第２弾性部材としての第２板バネ３７ｃ，３７
ｄが２つ対向配置されている。

【００２７】各板バネ３７ａ〜３７ｄは、その先端部に
おいて薄板３６の中心側に向けて突設された接続部３８
を有している。各接続部３８は同一円周上において等間
隔（９０゜）に配置されている。そして、Ｘ軸方向に配
置された第１板バネ３７ａ，３７ｂの接続部３８には、
上方に突設された第１連結ピン３９が挿入固定されてい
る。第１連結ピン３９の先端部は前記固定ケーシング３
２の内頂面に嵌入され、第１板バネ３７ａ，３７ｂと固
定ケーシング３２とが互いに連結されている。

【００２８】又、第２板バネ３７ｃ，３７ｄの接続部３
８には、下方に突設された第２連結ピン４０が挿入固定
されている。この第２連結ピン４０の先端部は連結ブロ
ック３５の上面に嵌入され、第２板バネ３７ｃ，３７ｄ
と連結ブロック３５とが互いに連結されている。

【００２９】各板バネ３７ａ〜３７ｄは、薄板３６の外
縁に沿って延びる細長Ｕ字状にそれぞれ形成されてい
る。この形状により、第１板バネ３７ａ，３７ｂは、そ
れぞれＸ軸方向及びＺ軸方向に沿って撓み易く、かつＺ
軸を中心とする回転方向に撓み難くなっている。これに
対して、第２板バネ３７ｃ，３７ｄは、それぞれＹ軸方
向及びＺ軸方向に沿って撓み易く、かつＺ軸周りに撓み
難くなっている。要するに、各板バネ３７ａ〜３７ｄ
は、いずれもＺ軸を中心とする回転方向への剛性が高い
形状となっている。

【００３０】従って、揺動体２０がＹ軸周りに回動する
場合には、第２板バネ３７ｃ，３７ｄはＸ軸方向に沿っ
て撓み難く、第１板バネ３７ａ，３７ｂがＸ軸方向及び
Ｚ軸方向に沿って撓み易い。又、揺動体２０がＸ軸周り
に回動する場合には、第１板バネ３７ａ，３７ｂはＹ軸
方向に沿って撓み難く、第２板バネ３７ｃ，３７ｄがＹ
軸方向及びＺ軸方向に沿って撓み易い。そして、揺動体
２０がＸ軸周り及びＹ軸周りに回動すると、揺動体２０
は、全ての板バネ３７ａ〜３７ｄが抵抗力となってＺ軸
周りに回動するのが規制される。

【００３１】次に、上記のように構成された倣い装置１
０を用いて基板Ｋに半導体チップを圧着するには次のよ
うに行う。ワークＷを吸着する前において、ポート１３
からエア通路１３ａを介して加圧エアが供給され、環状
多孔質材１２の表面全体から揺動体２０の上面に向けて
加圧エアが噴出される。これにより、揺動体２０と環状
多孔質材１２との界面に静圧がもたらされ、揺動体２０
は環状多孔質材１２から離間する。それと同時に、真空
引きポート１８からエア通路１８ａを介してエアが吸引
され、環状溝１７内は負圧になる。そして、揺動体２０
には凹状半球面１２ａへの吸引力が働き、同揺動体２０
は基台１１に引き寄せられる。よって、環状多孔質材１
２から揺動体２０が離れる力と、揺動体２０が環状多孔
質材１２側に引き寄せられる力とが釣り合うことによ
り、揺動体２０は環状多孔質材１２に対して非接触な状
態で回動可能に支持される。

【００３２】この状態で倣い装置１０全体が下降して基
板Ｋに接近すると、ツール２１の先端面が基板Ｋに当接
する。例えば、基板Ｋの上面がＹ軸方向に沿って傾斜し
ていれば、その傾斜角度に追従するように、揺動体２０
はＸ軸周りに回動する。このとき、揺動体２０がＺ軸周
りに回動しようとしても、各板バネ３７ａ〜３７ｄが撓
み難いため、それが抵抗力となって同Ｚ軸周りに回動す
ることがない。

【００３３】ここで、図４（ａ）に示すように、揺動体
２０の重心Ｇは、その回転中心Ｃよりも上方に位置して
いる。そのため、揺動体２０の姿勢バランスが悪く、揺
動体２０及びツール２１の自重により傾動しやすい。環
状多孔質材１２の凹状半球面１２ａに沿って揺動体２０
がＸ軸方向に傾動すると、連結ブロック３５も傾動す
る。つまり、連結ブロック３５はＸＺ両軸方向へ移動す
ることになる。このとき、連結ブロック３５が傾動する
側の第１板バネ３７ａ，３７ｂの弾性力により、連結ブ
ロック３５が傾動前の位置に押し戻される。これによ
り、揺動体２０の傾動が規制される。

【００３４】一方、凹状半球面１２ａに沿って揺動体２
０がＹ軸方向に傾動すると、その傾動に伴って連結ブロ
ック３５も傾動する。つまり、連結ブロック３５はＹＺ
両軸方向へ移動することになる。このとき、連結ブロッ
ク３５が傾動する側の第２板バネ３７ｃ，３７ｄの弾性
力により、連結ブロック３５が傾動前の位置に押し戻さ
れる。これにより、揺動体２０の傾動が規制される。従
って、板バネ３７ａ〜３７ｄの弾性力により、揺動体２
０の中心は、基台１１の中心と一致するように保持され
る。

【００３５】図４（ｂ）に示すように、揺動体２０が傾
いた状態においては、揺動体２０及びツール２１が傾動
する方向に、それらの自重による回転モーメントＭが作
用する。例えばＸ軸方向に揺動体２０が傾動した場合
に、第１板バネ３７ａ，３７ｂの弾性力により、連結ブ
ロック３５が反傾動側に押し戻されようとする。すなわ
ち、Ｘ軸方向の回転モーメントＭは、第１板バネ３７
ａ，３７ｂの弾性力により軽減される。

【００３６】Ｙ軸方向に揺動体２０が傾動した場合に、
第２板バネ３７ｃ，３７ｄの弾性力により、連結ブロッ
ク３５が反傾動側に押し戻されようとする。すなわち、
Ｙ軸方向の回転モーメントＭは、第２板バネ３７ｃ，３
７ｄの弾性力により軽減される。以上説明したように、
Ｘ軸方向及びＹ軸方向における回転モーメントＭの軽減
により、ワークＷにかかる偏荷重ｍｇを軽減することが
可能になる。ちなみに、偏荷重ｍｇは、理論上ゼロにす
ることが可能である。

【００３７】倣い動作が終了した後は、ポート１３への
加圧エアの供給が停止されて、環状多孔質材１２の表面
から加圧エアの噴出が停止される。これに対して、真空
引きポート１８からエアの真空引きは継続される。その
ため、環状多孔質材１２から揺動体２０を離そうとする
力はゼロになり、揺動体２０を環状多孔質材１２に引き
寄せようとする力のみが働くことになる。これにより、
揺動体２０は環状多孔質材１２側に押圧される。従っ
て、揺動体２０が回動不能に固定されるため、ツール２
１は倣った状態に保持される。

【００３８】この状態で、倣い装置１０及びツール２１
が上昇して基板Ｋから離れ、ツール２１の先端面に図示
しない半導体チップが取り付けられた後、倣い装置１０
及びツール２１を再び下降させる。そして、ツール２１
が基板Ｋに押し付けられ、ツール２１の先端部に取り付
けられた半導体チップが基板Ｋに圧着される。

【００３９】従って、本実施形態によれば以下のような
効果を得ることができる。 （１） 回り止め装置３１は、薄板状の第１板バネ３７
ａ，３７ｂと、第２板バネ３７ｃ，３７ｄとを備えてい
る。そのため、揺動体２０の回り止めするのに、エア等
の静圧を利用していないので、回り止め装置３１の構成
を簡略化することができる。よって、回り止め装置３１
の製造コストを低減することができ、倣い装置１０全体
の製造コストの低減につなげることができる。

【００４０】（２） 薄い板バネ３７ａ〜３７ｄによっ
て、固定ケーシング３２と揺動体２０とを連結している
にすぎないので、回り止め装置３１が上下方向の長さを
短くでき、回り止め装置３１を小型化することができ
る。従って、倣い装置１０全体を小型化することができ
る。

【００４１】（３） 第１板バネ３７ａ，３７ｂは、揺
動体２０がＹ軸周りに回動するとき、Ｘ軸方向及びＺ軸
方向に沿って撓み易く、かつＺ軸線を中心とする回転方
向に撓み難くなっている。又、第２板バネ３７ｃ，３７
ｄは、揺動体２０がＸ軸周りに回動するとき、Ｙ軸方向
及びＺ軸方向に沿って撓み易く、かつＺ軸周りに撓み難
くなっている。そのため、基板Ｋからツール２１を離し
た際に、これら板バネ３７ａ〜３７ｄの弾性力によっ
て、基台１１の中心に揺動体２０の中心を一致させ易く
することができる。つまり、揺動体２０の中心を、基準
となる元の位置（Ｚ軸上の点）に正確かつ迅速に復帰さ
せることができ、再現性の向上を図ることができる。

【００４２】（４） 第１板バネ３７ａ，３７ｂと固定
ケーシング３２とが、第１連結ピン３９を介して互いに
連結されている。又、第２板バネ３７ｃ，３７ｄと揺動
体２０とが第２連結ピン４０を介して互いに連結されて
いる。そのため、揺動体２０の回転中心Ｃを含む面上
に、各板バネ３７ａ〜３７ｄを配置する必要がない。別
の言い方をすれば、板バネ３７ａ〜３７ｄがある位置と
揺動体２０の回転中心Ｃとを離れた位置に設定すること
ができる。従って、倣い装置１０の設計の自由度を高く
することができる。

【００４３】（５） 各板バネ３７ａ〜３７ｄは、揺動
体２０の中心を基台１１の中心に一致させる戻し力とし
ても働く。そのため、倣い状態において、揺動体２０及
び連結ブロック３５が傾動する方向に、それらの自重に
よる回転モーメントＭが作用しても、それらを反傾動側
に押し戻すことができる。よって、Ｘ軸方向及びＹ軸方
向の回転モーメントＭを軽減することができるので、基
板Ｋにかかる偏荷重ｍｇを軽減することができる。

【００４４】（６） 基台１１の中央部には、揺動体２
０に取り付けられたシャフト２６を引きつけるためのマ
グネット２３が設けられている。そのため、マグネット
２３による磁力と、吸引用環状溝１７で発生するエアの
吸引力とによって、揺動体２０が微妙に位置ずれするの
を防止できる。従って、極めて小さい荷重で動作する揺
動体２０であっても、倣わせた状態に確実に保持するこ
とができる。又、倣い装置１０の電源が突然遮断され、
真空引きポート１８からのエアの吸引が停止した場合で
も、マグネット２３の磁力のみで揺動体２０を倣わせた
状態に保持することができる。

【００４５】（７） 環状多孔質材１２は基台１１の下
面全体を占めている。これにより、揺動体２０の凸状半
球面２０ａ全体を環状多孔質材１２にてカバーできるの
で、加圧エアを凸状半球面２０ａ全体に当てることがで
きる。従って、より大きい荷重で基板Ｋの上面に可動部
材２１のワーク当接面２１ｂを当接させても、揺動体２
０を滑らかに揺動させることができるので、高精度な倣
い動作を実現することができる。

【００４６】（８） 環状多孔質材１２には吸引用環状
溝１７が形成されている。ツール２１を倣わせたり、揺
動体２０を吸着する際に、揺動体２０の凸状半球面２０
ａが吸引用環状溝１７の開口部付近に当っても、金属製
の揺動体２０は合成樹脂製の吸引用環状溝１７よりも明
らかに硬質であるので、凸状半球面２０ａの損傷を防止
できる。

【００４７】（９）吸引用環状溝１７は環状多孔質材１
２の外周縁に沿って設けられている。そのため、内周縁
にある場合と比較して吸着面積を大きくすることがで
き、揺動体２０の吸着力を向上することができる。それ
とともに、揺動体２０の凸状半球面２０ａの外縁部が吸
引されるため、揺動体２０を安定した状態で吸着保持す
ることができる。

【００４８】（第２実施形態）図５，図６に示すよう
に、本実施形態における倣い装置８０に設けられた基台
１１の凹状半球面１２ａには、半球凹状多孔質材８１が
設けられている。基台１１の凹状半球面１２ａには、凹
部８２が形成されている。この凹部８２は、半球凹状多
孔質材８１の裏面全体に開口されている。そして、ポー
ト１３から供給される加圧エアがエア通路１３ａ、凹部
８２を介して半球凹状多孔質材８１に供給される。

【００４９】図５〜図７に示すように、揺動体２０は半
球状に形成されており、半球凹状多孔質材８１に係合さ
れている。本実施形態では、前記ツール２１が省略さ
れ、揺動体２０の上面がワーク当接面２０ｂとなってい
るため、揺動体２０のみで可動部材が構成されている。

【００５０】ワーク当接面２０ｂの外縁には、９０゜ピ
ッチで矩形状の取付溝８３が４箇所形成されている。こ
の取付溝８３には、同じく平面から見て矩形状をなす板
バネ８４ａ〜８４ｄが係合されている。各板バネ８４ａ
〜８４ｄの一端はスポット溶接等により揺動体２０に固
定され、他端は基台１１の上面に固定されている。これ
により、揺動体２０はＺ軸周りの回動が規制されてい
る。

【００５１】各板バネ８４ａ〜８４ｄの中央部には、半
円筒状の折曲部８８が形成されている。この折曲部８８
は、基台１１の上面に形成された環状段部８７に非接触
状態で配置されている。折曲部８８の存在により、各板
バネ８４ａ〜８４ｄはＸ軸周り及びＹ軸周りにねじれ変
形可能となっている。従って、Ｘ軸上にある板バネ８４
ａ，８４ｃの折曲部８８がねじれ変形することにより、
揺動体２０はＸ軸周りへの回動が許容される。これに対
して、Ｙ軸上にある板バネ８４ｂ，８４ｄの折曲部８８
がねじれ変形することにより、揺動体２０はＹ軸周りの
回動が許容される。ちなみに、本実施形態において、揺
動体２０によるＸ軸及びＹ軸周りの回動可能な角度は、
平常時のバランス状態を０゜とすると、±０．５゜にな
っている。

【００５２】次に、上記のように構成された第２実施形
態における倣い装置８０の作用について説明する。ポー
ト１３に加圧エアが供給され、揺動体２０が半球凹状多
孔質材８１に対して非接触な状態で回動可能に支持され
る。倣い装置８０全体が上昇して対象物としてのワーク
Ｗに接近すると、揺動体２０のワーク当接面２０ｂがワ
ークＷに当接する。すると、ワークＷの下面（特定面）
がＹ軸方向に沿って傾斜していれば、各板バネ８４ａ，
８４ｃがねじれ変形し、その傾斜角度に追従するよう
に、揺動体２０はＸ軸周りに回動する。これに対して、
ワークＷの下面がＸ軸方向に沿って傾斜していれば、各
板バネ８４ｂ，８４ｄがねじれ変形し、その傾斜角度に
追従するように、揺動体２０はＹ軸周りに回動する。以
上のように、揺動体２０はＺ軸周りに回動することな
く、ツール２１のワーク当接面２０ｂがワークＷに対し
平行となるように倣う。

【００５３】従って、この第２実施形態においても、前
述した第１実施形態とほぼ同様の効果を発揮させること
ができる。又、この第２実施形態においては、第１実施
形態に示す回り止め装置３１と異なり、その構成を簡略
化することができるため、倣い装置８０の製造コストを
低減することができる。又、この実施形態の回り止め装
置は、複数の板バネ８４ａ〜８４ｄによって、基台１１
と揺動体２０とを単に連結しているにすぎないので、倣
い装置８０が大型化するのを防止できる。

【００５４】更に、各板バネ８４ａ〜８４ｄには、折曲
部８８が形成されている。そのため、各板バネ８４ａ〜
８４ｄがねじれ変形しやすくなる。そのため、揺動体２
０はワークＷの傾斜面に沿って確実に追従させることが
できる。

【００５５】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。 ・ 第１実施形態の別例として、薄板３６の形状を円形
状又は多角形状にしてもよい。

【００５６】・ 第１及び第２実施形態において、揺動
体２０をより強固に回動不能にするために、揺動体２０
を倣わせた後に加圧用ポート１３からもエアの真空引き
を行ってもよい。

【００５７】・ 前記第１及び第２実施形態では、揺動
体２０に凸状半球面２０ａが形成され、環状多孔質材１
２に凹状半球面１２ａが形成されている。これ以外に
も、凸状半球面２０ａと環状多孔質材１２ａとの関係を
逆にしてもよい。すなわち、揺動体２０に凹状半球面を
形成し、環状多孔質材１２に凸状半球面を形成し、揺動
体２０と環状多孔質材１２とを係合してもよい。

【００５８】・ 第１及び第２実施形態の別例として、
倣い装置１０，８０をそれぞれ上下反対向きにして使用
してもよい。 ・ 第２実施形態の別例として、折曲部８８を省略し、
各板バネ８４ａ〜８４ｄの形状を単なる片状にしてもよ
い。

【００５９】・ 第２実施形態の別例として、図８に示
すように、各板バネ８４ａ〜８４ｄの形状をＳ字状に形
成してもよい。又、図示しないが、直線状に形成された
板バネ８４ａ〜８４ｄをＸ軸又はＹ軸に対して斜めに配
置してもよい。

【００６０】・ 第１及び第２実施形態の別例として、
図９，図１０に示すように、基台１１のＸ軸方向両側面
及びＹ軸方向両側面に支持体９０，９１を固定する。Ｘ
軸方向における支持体９０同士、Ｙ軸方向における支持
体９１同士が対向する側面には、揺動体２０の中心に向
けてピン９２，９３を突設し、各ピン９２，９３の先端
部を揺動体２０の側面に形成した係合孔９４，９５に係
入する。そして、各ピン９２，９３の先端部にＯリング
９６，９７を設け、そのＯリング９６，９７の外周面
を、それぞれの係合孔９４，９５の内周面に当接させ
る。なお、この場合のＯリング９６，９７の硬度は３０
゜〜７０゜となっている。

【００６１】この構成にすれば、Ｙ軸方向にあるＯリン
グ９６，９７が弾性変形することにより、揺動体２０は
Ｘ軸周りに回動する。又、Ｘ軸方向にあるＯリング９
６，９７が弾性変形することにより、揺動体２０はＹ軸
周りに回動する。なおピン９２，９３、係合孔９４，９
５及びＯリング９６，９７の設置は、Ｘ軸方向又はＹ軸
方向のいずれか一方だけでもよい。

【００６２】次に、特許請求の範囲に記載された技術的
思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技
術的思想を以下に示す。 （１）請求項４又は５において、前記固定部材は、前記
可動部材の表面に向けて加圧エアを噴出可能な多孔質材
から形成され、その多孔質材に前記凹状の曲面が形成さ
れていることを特徴とする倣い装置。

【００６３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
小型化及び製造コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態における倣い装置の断面図。

【図２】要部を示す分解斜視図。

【図３】要部を示す平面図。

【図４】（ａ）はバランス状態における倣い装置の説明
図、（ｂ）は倣った状態における倣い装置の説明図。

【図５】第２実施形態における倣い装置の平面図。

【図６】図５の６−６断面図。

【図７】要部を示す分解斜視図。

【図８】別例を示す倣い装置の平面図。

【図９】図８とは異なるタイプの倣い装置の平面図。

【図１０】図９の１０Ａ−１０Ａ断面図。

【符号の説明】

１０…倣い装置、１２…環状多孔質材（固定部材）、１
２ａ…凹状半球面、２０…揺動体（可動部材）、２１…
ツール（可動部材）、２３…マグネット位置ずれ防止手
段）、３１…回り止め装置、３２…支持体（固定ケーシ
ング）、３７ａ，３７ｂ…第１弾性部材（第１板バ
ネ）、３７ｃ，３７ｄ…第２弾性部材（第２板バネ）、
Ｋ…基板（対象物）、基板Ｋの上面（特定面）。

フロントページの続き (72)発明者 中村 征司 愛知県小牧市応時二丁目250番地 シーケ ーディ 株式会社内 (72)発明者 下山 竜郎 愛知県小牧市応時二丁目250番地 シーケ ーディ 株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物の特定面に当接して同特定面と平
   行に倣う可動部材の回動を規制する回り止め装置におい
   て、 前記可動部材がＹ軸周りに回動するとき、Ｘ軸方向及び
   Ｚ軸方向に沿って撓み易く、かつＺ軸を中心とする回転
   方向に撓み難い第１弾性部材と、 前記可動部材がＸ軸周りに回動するとき、Ｙ軸方向及び
   Ｚ軸方向に沿って撓み易く、かつＺ軸を中心とする回転
   方向に撓み難い第２弾性部材とを備えたことを特徴とす
   る回り止め装置。
2. 【請求項２】 前記両弾性部材は、薄板状に形成され、
   Ｚ軸を中心とする回転方向への剛性が高い形状であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の回り止め装置。
3. 【請求項３】 前記両弾性部材のうちいずれか一方は可
   動部材に連結され、他方は両弾性部材を支持する支持体
   に連結されていることを特徴とする請求項１又は２に記
   載の回り止め装置。
4. 【請求項４】 凹状半球面及び凸状半球面のうちいずれ
   か一方を備える固定部材に、他方を備える可動部材を回
   動可能に設け、対象物の特定面に前記可動部材を当接さ
   せることにより、その当接面を前記対象物の特定面に対
   し平行となるように倣わせるようにした倣い装置であっ
   て、 前記両部材との間に加圧流体を噴出することにより、前
   記両部材同士を非接触にし、可動部材を前記当接面に対
   して直交する軸線周りに回動規制するために請求項１〜
   ３のいずれかに記載の回り止め装置を備えたことを特徴
   とする倣い装置。
5. 【請求項５】 前記可動部材を対象物に当接させた状態
   で所定の位置に保持する位置ずれ防止手段が設けられて
   いることを特徴とする請求項４に記載の倣い装置。