JP2010027988A - 倣い装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回り止め機構を構成する各部材に高い寸法精度を必要とせずに、位置決め精度の高精度化を図ること。
【解決手段】倣い装置１１は、基台１２と、球面テーブル１４と、可動ステージ１５とを備えている。倣い装置１１は、第１端部としてのピストン部２４が基台１２内に設けられた圧力作用室２５に配設されるとともに第２端部３８が収容室４１に収容されたピストンロッド１３を備えている。そして、ピストンロッド１３の第２端部３８と可動ステージ１５とは、回り止め機構１６によって接続されている。回り止め機構１６は、ピストンロッド１３の第２端部３８に装着された第１受け板４２と、第１受け板４２を第２受け板４３に近づくように付勢して、ピストンロッド１３の第２端部３８と可動ステージ１５とを接続状態にする磁石モジュール４４と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、倣い装置に関する。

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倣い面を当接させると、揺動体のワーク倣い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、揺動体のワーク倣い面が半導体チップの特定面に対し平行になる。

ところで、このような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。その結果、位置決め精度（例えば、半導体チップを実装する際には、その実装に伴う精度）を低下させてしまう虞があった。そこで、本出願人は、倣い装置において揺動体のＺ軸周りの回動を規制する装置（回り止め装置）を提案した（特許文献１参照）。特許文献１の倣い装置は、揺動体の切り欠き部分に設けられたリング状部材（球面ベース）に第１溝部と第２溝部を形成し、その第１溝部と第２溝部に支持部材を係合させることにより、揺動体がＺ軸周りに回動することを規制している。

また、本出願人は、その他に揺動体のＺ軸周りの回動を規制する装置として、基台に球面ベースとサイドプレートとを装着し、球面ベースに回り止めリングを装着した倣い装置も提案している（特許文献２参照。）。特許文献２に記載の倣い装置では、球面ベースに設けられた回動規制ピンを回り止めリングのピン挿入孔に係合するとともにサイドプレートに設けられた回動規制ピンを回り止めリングのピン挿入孔に係合して、球面ベースのＺ軸の軸線周りへの回動を規制する。
特開２００２−７６０３０ 特開２００７−２７５１６

ところで、近時においては、位置決め精度のさらなる高精度化が要求されており、この高精度化の要求に応えるためには、回り止めの精度を上げる必要がある（例えば、±０．１°以下）。しかし、回り止め精度を上げるために、特許文献１の回り止め装置では、第１，第２溝部と支持部材との間の摺動隙間を小さく設定しなければならないため、高精度な精密加工を施さなければならない。

また、特許文献２に記載の倣い装置では、球面ベースの回動規制ピン及びサイドプレートの回動規制ピンと回り止めリングのピン挿入孔とのかみ込みを防止するため、回動規制ピンの接触面を球面に加工しなければならない。そして、この回動規制ピンの接触面に対する球面加工には高い寸法精度が要求される。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、回り止め機構を構成する部材に高い寸法精度を必要とせずに、位置決め精度の高精度化を図ることができる倣い装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、凹状半球面及び凸状半球面の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揺動可能に設け、前記両部材との間に加圧流体を噴出することによって前記両部材同士を非接触にし、その状態で前記可動部材を対象物に押し付けて平行に倣わせるようにした倣い装置において、第１端部が前記固定部材内に収容されるとともに第２端部が前記可動部材内に収容されたロッド部材と、前記可動部材内に収容され、前記可動部材の揺動を許容するとともに前記可動部材の第１軸周りの回動を規制する回り止め機構と、を備え、前記回り止め機構は、前記第１軸に直交する第２軸方向に配置され、前記可動部材に一体に装着された可動側部材と、前記第１軸及び前記第２軸に直交する第３軸方向に配置されるとともに前記ロッド部材の前記第２端部に一体に装着され、前記可動側部材の前記第１軸周りの回動を規制するためのロッド側部材と、前記可動側部材を前記ロッド側部材に近づけるように付勢する付勢手段と、を備え、前記可動側部材は、前記付勢手段によって付勢された状態で前記ロッド側部材と接続されていることを要旨とする。

この発明では、回り止め機構は、可動側部材をロッド側部材に近づくように付勢したうえで可動側部材をロッド側部材に接続することで、可動側部材とロッド部材とを接続することができる。したがって、可動側部材とロッド側部材とをガタがない状態で接続して可動部材の第１軸周りの回動を規制するため、倣い装置の位置決め精度を上げることができる。

そして、可動部材と固定部材との間に加圧流体を噴出させれば可動部材は揺動可能となり、その状態で可動部材を対象物に当接させれば、可動部材は揺動し、可動部材の当接面は対象物の特定面に沿って平行に倣う。この状態で、加圧流体の噴出を停止して、可動部材を揺動不能にすると、可動部材はその当接面が対象物の特定面と平行な状態でロックされる。

また、回り止め機構を構成する各部材を高い寸法精度で製作しなくとも、可動側部材をロッド側部材に近づけるように付勢することで、可動側部材とロッド側部材との間のガタを吸収し、可動部材とロッド部材の第２端部とをガタがない状態で接続できる。したがって、回り止め機構を構成する各部材に精密加工を施す必要がない。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記可動側部材及び前記ロッド側部材は、磁性材からなり、前記付勢手段は、前記ロッド側部材と前記可動側部材との間に介装されるとともに磁力によって前記ロッド側部材と前記可動側部材とを吸着する磁石モジュールであることを要旨とする。

この発明では、磁石モジュールによって、可動側部材とロッド側部材とは吸着され、可動側部材は磁石モジュールを介してロッド側部材に近づくように付勢された状態で接続される。そして、ロッド側部材及び可動側部材は、磁石モジュールに沿って移動することは可能であるとともに磁石モジュールと離間する方向に移動することは規制される。すなわち、可動側部材は、第２軸方向に沿って移動可能で、ロッド側部材が第３軸方向に沿って移動可能な状態となる。したがって、可動部材は、第２軸及び第３軸周りの回動が許容されるとともに第１軸周りにおける回動が規制された状態でロッド部材の第２端部に接続される。

また、磁石モジュールの磁力よりも大きな力が可動部材に加えられた場合、磁石モジュールを介したロッド側部材と可動側部材との接続は解除される。したがって、可動部材に過度に力が作用した場合、回り止め機構は可動部材とロッド部材との接続を解除し、回り止め機構が損傷することを回避できる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記磁石モジュールは、磁石と、前記磁石を間に挟み前記磁石から発生する磁束の磁路を構成する磁路形成用の一対の磁性材と、を備え、前記一対の磁性材は、前記ロッド側部材及び前記可動側部材と接するように設けられていることを要旨とする。

この発明では、磁性材によって磁石から発生する磁束の磁路が構成され、磁束が磁性材を通って可動側部材及びロッド側部材に作用する。したがって、同じ大きさの磁束を発生させる磁石を用いる場合に、磁性材を設けた方が磁性材を設けない場合に比べて、可動側部材及びロッド部材に対してより多くの磁束を作用させることができ、可動側部材及びロッド側部材に作用させる吸着力を大きくすることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記磁石モジュールは、前記ロッド側部材を吸着するために設けられた第１磁石と、前記第１磁石を間に挟んだ状態で前記ロッド側部材と接するとともに前記第１磁石から発生した磁束の磁路を構成する磁路形成用の一対の第１磁性材と、前記可動側部材を吸着するために設けられた第２磁石と、前記第２磁石を間に挟んだ状態で前記可動側部材と接するとともに前記第２磁石から発生した磁束の磁路を構成する磁路形成用の一対の第２磁性材と、前記第１磁石及び前記第１磁性材と前記第２磁石及び前記第２磁性材との間に介在する非磁性材と、を備えたことを要旨とする。

この発明では、第１磁性材によって第１磁石から発生する磁束の磁路が構成され、磁束が第１磁性材を通ってロッド側部材に作用する。また、第２磁性材によって第２磁石から発生する磁束の磁路が構成され、磁束が第２磁性材を通って可動側部材に作用する。したがって、第１磁性材及び第２磁性材を設けた方が第１磁性材及び第２磁性材を設けない場合に比べて、可動側部材及びロッド部材に対してより多くの磁束を作用させることができ、可動側部材及びロッド側部材に作用させる吸着力を大きくすることができる。

また、ロッド側部材は第１磁石によって吸着され、可動側部材は第２磁石によって吸着される。したがって、ロッド側部材及び可動側部材には、それぞれ別の磁石の磁力を作用させて、ロッド側部材と可動側部材とを接続することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記磁石モジュールは、前記ロッド部材側に設けられるとともに非磁性体に第１磁石が一対埋設されてなる第１磁石ホルダと、前記可動部材側に設けられるとともに非磁性体に第２磁石が一対埋設されてなる第２磁石ホルダと、を備え、前記第１磁石ホルダは、前記第１磁石が前記ロッド側部材と接する状態で前記ロッド側部材と平行に配設され、前記第２磁石ホルダは、前記第２磁石が前記可動側部材と接する状態で前記可動側部材と平行に配設されていることを要旨とする。

この発明では、第１磁石ホルダに対して第１磁石の磁力よりも大きな力が加えられた場合、第１磁石ホルダと第１部材との吸着が外れることで、可動部材とロッド部材との接続が解除される。また、第２磁石ホルダに対して第２磁石の磁力よりも大きな力が加えられた場合、第２磁石ホルダと第２部材との吸着が外れることで、可動部材とロッド部材との接続が解除される。したがって、可動部材に過度に力が作用した場合、回り止め機構は可動部材とロッド部材との接続を解除することで、回り止め機構の損傷を抑制することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記回り止め機構は、第１係合溝部及び第２係合溝部が設けられるとともに、前記第２端部を包囲するように配置された回り止めリングをさらに備え、前記可動側部材は、前記可動部材と、前記ロッド部材の前記第２端部と、前記第１係合溝部と、に挿通された第１回り止めピンであり、前記ロッド側部材は、前記ロッド部材の前記第２端部と、前記第２係合溝部と、に挿通された第２回り止めピンであり、前記付勢手段は、前記第１回り止めピンを前記第１軸周りに付勢することを要旨とする。

この発明では、付勢手段が第１回り止めピンを第１係合溝部に押し付けると、それに伴って、回り止めリングの第２係合溝部は、ロッド部材の第２端部に固着されている第２回り止めピンに押し付けられる。その結果、第１回り止めピンと回り止めリングの第１係合溝部との間、及び第２回り止めピンと回り止めリングの第２係合溝部との間にガタがない状態で、第１回り止めピンと第２回り止めピンとは接続される。そのため、ロッド部材と可動部材とはガタがない状態で第１軸回りの回動が規制されたうえで接続される。したがって、倣い装置の位置決め精度を上げることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の発明において、前記ロッド部材の前記第１端部は、前記固定部材内に設けられた圧力作用室に配設されるピストン部であり、前記ロッド部材は、前記圧力作用室に対する作動流体の給排によって、前記可動部材を前記固定部材に押し付けて前記可動部材を揺動不能にロックするロック位置、及び押し付けずに前記可動部材を揺動可能にするロック解除位置に移行可能に構成され、前記固定部材内には、前記ロッド部材が前記ロック解除位置となったときに、前記ロッド部材の前記第１軸周りにおける回動を規制するロック機構が設けられていることを要旨とする。

この発明では、圧力作用室に対するエアの給排を行ったロッド部材をロック解除位置に移行させ、その状態で可動部材を対象物に当接させれば、可動部材は揺動し、可動部材の当接面は対象物の特定面に沿って平行に倣う。また、この状態で、圧力作用室に対するエアの給排を行い、ロッド部材をロック位置に移行させると、可動部材は揺動不能になり、可動部材の当接面が対象物の特定面と平行な状態で可動部材をロックできる。

また、ロッド部材自体の寸法精度が低く、第１軸周りにおいてロッド部材にガタがあっても、ロック機構を設けることで、ロッド部材がロック解除位置にあるときに、ロッド部材が第１軸周りに回動することを規制できる。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記ロック機構は、前記ピストン部の端面に設けられた溝部と、前記溝部と対向するように前記固定部材内に収容され、前記ロッド部材が前記ロック解除位置となったときに前記溝部と係合する球と、によって構成されていることを要旨とする。

この発明では、ロッド部材がロック解除位置に移行したときには、球と溝部とが係合することで、ロッド部材の第１軸周りの回転を規制することができる。そして、ロッド部材に対して第１軸周りに過大な力が作用したときには、球が溝部を乗り越えることで、球と溝部との係合が解除される。したがって、過大な力がロッド部材に作用した場合には、ロック機構は、ロッド部材に対する回転の規制を解除するため、倣い装置の損傷を抑制できる。

本発明によれば、回り止め機構を構成する各部材に高い寸法精度を必要とせずに、位置決め精度の高精度化を図ることができる。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。
なお、以下の説明では、倣い装置１１の上下（鉛直）方向をＺ軸（第１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（第２軸）方向及びＹ軸（第３軸）方向とする。

図１に示すように、倣い装置１１は、基台（固定部材）１２と、非磁性材料からなるロッド部材としてのピストンロッド１３と、球面テーブル（可動部材）１４と、可動ステージ（可動部材）１５と、ピストンロッド１３と可動ステージ１５との間に介装された回り止め機構１６と、を備えている。

図２（ａ）に示すように、基台１２はその外郭が円筒形状のボディ１７によって構成されるとともに、その一方の開口部は円板形状のカバー１８によって閉塞されている。カバー１８は複数のボルト１９によってボディ１７に固着されるとともに、その外周部にＯリング２０が装着されている。

ボディ１７にはその内周部に環状の壁部２１が形成されている。そして、壁部２１の中央部には、ピストンロッド１３のロッド部２２が挿通されている。ピストンロッド１３のロッド部２２は、Ｚ軸方向に延びた状態で軸受部材ＲによってＺ軸方向に摺動可能に支持されている。また、ロッド部２２には、その端部にボルト２３によってピストンロッド１３の第１端部としてのピストン部２４が締結固定されている。

ピストン部２４は、カバー１８と壁部２１との間に収容されている。ピストン部２４は、ボディ１７内周部に摺動可能な状態で収容されるとともに、壁部２１との間に圧力作用室２５を区画している。なお、ピストン部２４の外周部とボディ１７の内周部との間は、ピストン部２４の外周部に装着された環状のパッキン２６によってシールされている。また、ロッド部２２と壁部２１の内周部２１ａとの間は、環状のシール材２７によってシールされている。また、ピストン部２４とカバー１８との間には、圧力作用室２５の容積を小さくさせる方向にピストン部２４を付勢する複数のばね２８が介装されている。圧力作用室２５は、ボディ１７に設けられている図示しないロック用エアポートと連通している。そして、ロック用エアポートは、図示しない圧力供給源に接続されている。

壁部２１には圧力作用室２５側の面に、凹部３０が形成されている。凹部３０はＺ軸周りにおいて等間隔に３つ設けられるとともに、各凹部３０に一つずつ鋼球２９が固定されている。図２（ｂ）に示すように、鋼球２９は圧力作用室２５側に面するピストン部２４の端面２４ａに形成された溝部３１と係合可能に構成されている。溝部３１は、ピストン部２４の周方向に沿った断面形状がＶ字型となるように形成されている。ロック機構は、溝部３１と鋼球２９とによって構成されている。

一方、図２（ａ）に示すように、ボディ１７にはカバー１８が取り付けられている側とは反対側の端部に、環状の凹部３２が形成されている。そして、凹部３２には円環状の多孔質材３３が装着されている。多孔質材３３には、凹部３２の底部に接している端面３３ａにエア通路３３ｂが形成されている。エア通路３３ｂはボディ１７に設けられた図示しないエアポートと連通している。エアポートは図示しない圧力供給源に接続されるとともに、その圧力供給源から加圧流体としてのエアをエア通路３３ｂを介して多孔質材３３に供給するようになっている。また、多孔質材３３には図示しない真空引き用溝が形成されるとともに、真空引き用溝はボディ１７に設けられた図示しない真空引き用ポートと連通している。また、ボディ１７において、多孔質材３３よりも内側には多孔質材３３と同心状に配置された環状の磁石（永久磁石）３４が設けられるとともに、多孔質材３３の球面テーブル１４側の端面は、凹状半球面３５として構成されている。そして、凹状半球面３５上には球面テーブル１４に形成された凸状半球面３６と係合する状態で、球面テーブル１４が設置されている。ここで、磁石３４を収容する空間は、図示しない排気通路を介してボディ１７に設けられた図示しない排気ポートと連通するとともに、凹状半球面３５から噴出されたエアを排気するように構成されている。

球面テーブル１４は平面視（Ｚ軸方向から見た場合）円形に形成されるとともに、凸状半球面３６は凹状半球面３５と同一の曲率半径で形成されている。球面テーブル１４には凸状半球面３６とは反対側の面に平面視円形状の第１凹部３７が形成されるとともに、その中央部にピストンロッド１３のロッド部２２が挿通されている。そして、球面テーブル１４には、第１凹部３７を覆う状態でボルト３９によって可動ステージ１５が締結されている。なお、球面テーブル１４と可動ステージ１５との間には、シール材Ｆが設けられ、球面テーブル１４と可動ステージ１５との間をシールしている。そして、可動ステージ１５の内側に形成された平面視円形状の第２凹部４０と球面テーブル１４に形成された第１凹部３７とは対向するように設けられるとともに、第１凹部３７と第２凹部４０とによって収容室４１が形成されている。収容室４１は、ピストンロッド１３の第２端部３８を収容している。

第２端部３８は、ロッド部２２よりも大径で、第１凹部３７の径よりも小径となるように形成されている。そして、第２端部３８には、その第１凹部３７の底部と対向する面に押圧部３８ａが形成されている。押圧部３８ａは、図２（ａ）における下側に突出するように形成されている。そして、ピストンロッド１３は、圧力作用室２５に作動流体としてのエアが供給されるとともに真空引き用溝が真空引きされた状態では、ピストン部２４が圧力作用室２５の圧力を受けてばね２８に抗してカバー１８側に移動することで、ピストンロッド１３はロック位置となる。そして、ピストンロッド１３がロック位置となったとき、第２端部３８の押圧部３８ａは第１凹部３７の底部を押圧し、球面テーブル１４の凸状半球面３６を凹状半球面３５に押し付けるように構成されている。一方、圧力作用室２５及び排気ポートが大気開放されエア通路３３ｂに対してエアが供給された状態では、ばね２８によって付勢されることでピストンロッド１３の第２端部３８の押圧部３８ａが第１凹部３７の底部から離間し、球面テーブル１４及び可動ステージ１５からなる可動部材は揺動可能な状態になる。そして、ピストンロッド１３がロック解除位置になったとき、溝部３１と鋼球２９とが係合することでピストンロッド１３は第１軸周りの回動が規制された状態となる。

可動ステージ１５は非磁性材料によって構成されるとともに、平面視（Ｚ軸方向から見た場合）円形に形成されている。可動ステージ１５には、球面テーブル１４に装着される装着面とは反対側の面に、例えば、基板などの対象物の上面（特定面）に半導体チップを圧着するための図示しないツールが装着される。本実施形態の倣い装置１１では、その曲率中心がツールの先端面（基板などの対象物の表面）にある。したがって、本実施形態の倣い装置１１では、ツールの先端面がワークに当接する面、すなわち、倣い面となる。

そして、収容室４１にはピストンロッド１３の第２端部３８と可動ステージ１５とを接続する回り止め機構１６が収容されている。図１に示すように、回り止め機構１６は、ロッド側部材としての第１受け板４２と、可動側部材としての第２受け板４３と、磁石モジュール４４とから構成されている。

図２（ａ）及び（ｃ）に示すように、第１受け板４２は磁性材（例えば、鉄材）によって構成されるとともに、断面Ｌ字状に折曲されている。そして、第１受け板４２はＸ軸方向に平行な状態でボルト４５によって第２端部３８に締結固定されるとともに、一部をＺ軸方向に起立させて被吸着部４２ａとして構成している。一方、第２受け板４３は、可動ステージ１５の第２凹部４０の底部にＹ軸方向に平行な状態でボルト４６によって締結固定されている。そして、第２受け板４３は、Ｘ―Ｙ平面において第１受け板４２に対して直交配置されている。第２受け板４３は、断面Ｌ字状に折曲されるとともに一部をＺ軸方向に起立させて被吸着部４３ａとして構成している。被吸着部４２ａはＸ軸方向と平行に延びるとともに、被吸着部４３ａと直交している。そして、被吸着部４２ａと被吸着部４３ａとの間に、磁石モジュール４４が配置されている。

図２（ｃ）に示すように、磁石モジュール４４は、一辺が第１受け板４２の被吸着部４２ａと接するとともに、直交する第２受け板４３側の他辺が第２受け板４３の被吸着部４２ａと接する矩形板状の一対の磁性板４７，４８と、一対の磁性板４７，４８によって上下に挟まれた円板状の磁石（永久磁石）４９とから構成されている。そして、一対の磁性板４７，４８と磁石４９とは、一体に構成されている。

一対の磁性板４７，４８はそれぞれ鉄材によって形成されるとともに、平面視において磁石４９よりも大きな形状となるように形成されている。一対の磁性板４７，４８は、第１受け板４２の被吸着部４２ａ及び第２受け板４３の被吸着部４２ａとの間の摺動抵抗を下げるため表面処理が施されている。また、磁性板４７は第２端部３８から離間するとともに、磁性板４８は第２凹部４０の底部に接している（図２（ａ）参照）。磁石４９は一対の磁性板４７，４８を介して第１受け板４２の被吸着部４２ａ及び第２受け板４３の被吸着部４３ａを吸着している。すなわち、一対の磁性板４７，４８は、磁石４９から発生した磁束の磁路となっており、磁石４９から発生した磁束は一対の磁性板４７，４８を通って第１受け板４２及び第２受け板４３を通るようになっている。第１受け板４２の被吸着部４２ａと第２受け板４３の被吸着部４３ａとは、磁石モジュール４４を介して近づけられて間接的に接続されている。

以下、本実施形態における倣い装置１１の作用を説明する。
倣い装置１１は、例えば、可動ステージ１５を基台１２よりも下側に配置した状態で用いられる。この状態で排気エアポート及びロック用エアポートは大気開放され、ピストン部２４がばね２８によって付勢されることで、ピストンロッド１３は可動ステージ１５側に移動しロック解除位置となる。そして、ピストンロッド１３は、その溝部３１が鋼球２９と係合することで第１軸周りの回動が規制された状態になる。また、同時に、倣い装置１１のエアポートから加圧エアが供給されると、エア通路３３ｂを経由して凹状半球面３５から加圧エアが噴出される。そして、球面テーブル１４及び可動ステージ１５は揺動可能な状態になり、基台１２と、球面テーブル１４との界面に静圧がもたらされ、球面テーブル１４は基台１２から離間する。それと同時に、球面テーブル１４は、磁石４９の磁力によって基台１２に引き寄せられる。そして、球面テーブル１４は、基台１２から離れる力と基台１２に引き寄せられる力とが釣り合うことにより、凹状半球面３５と凸状半球面３６とが非接触な状態で回動可能に支持される。

この状態で、倣い装置１１は対象物（基板など）に押し付けられる。このとき、対象物がＹ軸方向に沿って傾斜していれば、可動ステージ１５は対象物の傾斜角度に追従するようにＸ軸周りに回動する。これにより、対象物がＹ軸方向に傾斜していても、ツールの先端面（倣い面）は対象物に対して平行に倣う。一方、対象物がＸ軸方向に沿って傾斜していれば、可動ステージ１５は、対象物の傾斜角度に追従するように、Ｙ軸周りに回動する。これにより、対象物がＸ軸方向に傾斜していても、ツールの先端面は対象物に対して平行に倣う。なお、倣い装置１１がＹ軸方向に沿って傾斜している対象物に倣おうとして、可動ステージ１５がＸ軸周りに回動しようとするとき、第２受け板４３の被吸着部４３ａは磁石モジュール４４に吸着された状態で磁性板４７，４８に対して摺動する。そのため、回り止め機構１６は可動ステージ１５のＸ軸周りの回動を規制することはない。また、倣い装置１１がＸ軸方向に沿って傾斜している対象物に倣おうとして、可動ステージ１５がＹ軸周りに回動しようとするとき、磁性板４７，４８は第１受け板４２の被吸着部４２ａを吸着した状態で被吸着部４２ａに対して摺動する。そのため、回り止め機構１６は、可動ステージ１５のＹ軸周りの回動を規制することはない。

また、倣い装置１１が対象物に押し付けられたとき、対象物から可動ステージ１５に対してＺ軸周り方向の力が加えられた場合、第１受け板４２又は第２受け板４３は磁石モジュール４４から離間しようとする。しかし、磁石モジュール４４の磁力によって第１受け板４２及び第２受け板４３は引き寄せられているため、可動ステージ１５がＺ軸周り方向に回動することは規制される。したがって、ツールがＺ軸周りに回動することはなく、倣い装置１１は、Ｚ軸周り方向においてツールを正確に位置決めして、ツールの先端面を対象物に倣わせることができる。

また、可動ステージ１５に対して過大なＺ軸周り方向の力が作用して、可動ステージ１５に加えられるＺ軸周り方向の力が磁石モジュール４４の磁力を上回った場合、磁石モジュール４４と第１受け板４２又は第２受け板４３との接続は解除される。したがって、回り止め機構１６では、可動ステージ１５に過度に力が作用した場合に、無理に可動ステージ１５とピストンロッド１３との接続を保とうとして損傷することはない。そして、回り止め機構１６は、可動ステージ１５に対する過度なＺ軸周りの力がなくなれば、磁石モジュール４４の磁力により、再び、第１受け板４２と第２受け板４３とを接続する。

また、倣い動作が終了すると、エアポートへの加圧エアの供給が停止されて、多孔質材３３の表面からの加圧エアの噴出が停止される。そして、真空引きポートからのエアの真空引きは継続されるとともに、圧力作用室２５にはロック用エアポートからエアが供給される。すると、ピストン部２４が圧力作用室２５の圧力を受けてピストンロッド１３はロック解除位置からロック位置に移動する。そして、ピストンロッド１３の第２端部３８からの押圧力及び磁石３４の磁力によって球面テーブル１４が多孔質材３３に押し付けられるようになり、球面テーブル１４及び可動ステージ１５は回動不能に固定されてツールは倣った状態に保持される。

また、回り止め機構１６によって第２端部３８と可動ステージ１５とを接続している状態において、第１受け板４２と第２受け板４３とは磁石４９の磁力によって吸着されているため、磁石モジュール４４と第１受け板４２との間、及び磁石モジュール４４と第２受け板４３との間にガタは存在しない。そのため、第１受け板４２、第２受け板４３、磁石４９、一対の磁性板４７，４８を高い寸法精度（例えば、±０．０５ｍｍ）で製作しなくとも、可動ステージ１５と第２端部３８との間にガタを生じさせることなく、倣い装置１１の位置決め精度を上げることができる。

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）倣い装置１１は、ピストンロッド１３と、ピストンロッド１３のピストン部２４に形成された溝部３１と、溝部３１に係合可能な鋼球２９と、ピストンロッド１３の第２端部３８と可動ステージ１５との間に介装された回り止め機構１６とを備えている。回り止め機構１６は、第２端部３８に締結固定された第１受け板４２と、可動ステージ１５に締結固定された第２受け板４３と、第１受け板４２を吸着して第２受け板４３に近づける磁石モジュール４４とを備えている。そして、回り止め機構１６は、ガタがない状態でピストンロッド１３と可動ステージ１５とを間接的に接続できるため、倣い装置１１の位置決め精度を上げることができる。

（２）磁石モジュール４４は第１受け板４２及び第２受け板４３を吸着することで、ピストンロッド１３と可動ステージ１５とを接続している。そのため、第１受け板４２、第２受け板４３、及び磁石モジュール４４を高い寸法精度で製作しなくともガタがない状態で可動ステージ１５のＺ軸周りの回転を規制できる。

（３）回り止め機構１６は、磁性材からなる第１受け板４２及び第２受け板４３と、付勢手段としての磁石モジュール４４とを備えている。したがって、磁石４９の吸着力に打ち勝つ力が可動ステージ１５に作用した場合には、可動ステージ１５とピストンロッド１３との接続が解除される。可動ステージ１５に過度な力が作用した場合に、回り止め機構１６が損傷することを抑制できる。

（４）磁石モジュール４４は、磁石４９と、磁石４９を上下で挟む一対の磁性板４７，４８とから構成されている。そして、一対の磁性板４７，４８は磁石４９から発生した磁束が通る磁路を構成するため、一対の磁性板４７，４８を設けずに第１受け板４２及び第２受け板４３を吸着する場合に比べて、第１受け板４２及び第２受け板４３に対する吸着力を大きくすることができる。

（５）回り止め機構１６は、球面テーブル１４の第１凹部３７及び可動ステージ１５の第２凹部４０からなる収容室４１に収容されている。したがって、基台１２の外部に回り止め装置を設けて、可動ステージ１５のＺ軸周りの回動を規制する場合に比べて、倣い装置１１を小型化することができる。

（６）一対の磁性板４７，４８には、表面処理が施されている。したがって、磁石モジュール４４は、第１受け板４２の被吸着部４２ａ、及び第２受け板４３の被吸着部４２ａに対して円滑に摺動することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態では、回り止め機構の構成が第１実施形態と主に異なっており、第２実施形態では前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図３に示すように、ピストンロッド１３の第２端部３８にはその一部が切り欠かれることで可動ステージ１５側に突出する平面視略半円形状の凸部５０が形成されている。また、可動ステージ１５の第２凹部４０には、その底部にピストンロッド１３側に突出する略半円形状の凸部５１が設けられている。そして、凸部５０の側面５０ａと凸部５１の側面５１ａとは平面視において直交するように形成されている。

また、ピストンロッド１３の第２端部３８と可動ステージ１５との間には、回り止め機構６０が設けられている。回り止め機構６０は、凸部５０の側面５０ａに一体に取り付けられたロッド側部材としての第１受け板６１と、凸部５１の側面５１ａに一体に取り付けられた可動側部材としての第２受け板６２と、磁石モジュール６３とから構成されている。

第１受け板６１は磁性材（例えば、鉄材）によって構成されるとともに、Ｘ軸方向に平行に配置されている。第２受け板６２は磁性材（例えば、鉄材）によって構成されるとともに、Ｙ軸方向に平行に配置されている。すなわち、第１受け板６１と第２受け板６２とは直交配置されている。そして、第１受け板６１と第２受け板６２との間には、磁石モジュール６３が設けられている。

磁石モジュール６３は、直方体形状の第１磁石（永久磁石）６４及び第２磁石（永久磁石）６５と、一対の第１磁性材６６と、一対の第２磁性材６７と、第１磁石６４及び第２磁石６５の間に介在する非磁性板６８とから構成されている。なお、第１磁石６４、一対の第１磁性材６６、非磁性板６８、第２磁石６５、一対の第２磁性材６７は、一体に構成されている。

図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１磁石６４はピストンロッド１３の第２端部３８側に設けられるとともに、その一面６４ａが第１受け板６１と面接触するように配置されている。そして、第１磁石６４は第１受け板６１と平行に配置されるとともに、その長手方向両側が一対の第１磁性材６６によって挟まれている。

第１磁性材６６は直方体状に形成されるとともにその一側面６６ａが第１受け板６１に当接している。また、第１磁性材６６は一側面６６ａと直交する第１磁石６４側の他側面６６ｂが第１磁石６４と接している。そして、第１磁性材６６及び第１磁石６４の上側には、非磁性板６８を間に挟んで第２磁石６５及び第２磁性材６７が設けられている。

第２磁石６５及び第２磁性材６７はそれぞれ第１磁石６４及び第１磁性材６６と同じ形状に形成されるとともに、それぞれ第１磁石６４及び第１磁性材６６に対して直交配置されている。第２磁石６５はその一側面６５ａが第２受け板６２と面接触するとともに、第２磁性材６７はその一側面６７ａが第２受け板６２と面接触している。また、第１磁性材６６及び第２磁性材６７は、第１受け板６１及び第２受け板６２と円滑に摺動できるように表面処理が施されている。

非磁性板６８は、平面視において、第１磁石６４、第１磁性材６６、第２磁石６５、第２磁性材６７よりも大きな形状に形成されるとともに、第１磁石６４及び第１磁性材６６と第２磁石６５及び第２磁性材６７とが直接重ならないようにして、第１磁石６４及び第１磁性材６６と第２磁石６５及び第２磁性材６７とを磁気的に分離している。

次に、本実施形態における倣い装置１１の作用を説明する。
倣い装置１１を用いてツールの先端面を対象物に倣わせる場合、倣い装置１１は、ピストンロッド１３をロック解除位置に移行させた状態で対象物に押し付けられる。このとき、対象物がＹ軸方向に沿って傾斜していれば、可動ステージ１５は、対象物の傾斜角度に追従するようにＸ軸周りに回動し、対象物がＹ軸方向に傾斜していてもツールの先端面は対象物に対して平行に倣う。一方、対象物がＸ軸方向に沿って傾斜していれば、可動ステージ１５は、対象物の傾斜角度に追従するようにＹ軸周りに回動し、対象物がＸ軸方向に傾斜していてもツールの先端面は対象物に対して平行に倣う。なお、可動ステージ１５がＸ軸周りに回動しようとするとき、第２受け板６２は第２磁石６５及び第２磁性材６７に対して摺動する。また、可動ステージ１５がＹ軸周りに回動しようとするとき、第１磁石６４及び第１磁性材６６が第１受け板６１に対して摺動する。そのため、回り止め機構６０は、可動ステージ１５のＸ軸周り及びＹ軸周りの回動を規制することはない。

また、倣い装置１１が対象物に押し付けられて対象物から可動ステージ１５に対してＺ軸周り方向の力が加えられた場合、第１受け板６１又は第２受け板６２は磁石モジュール６３から離間しようとする。しかし、第１受け板６１及び第２受け板６２は、磁石モジュール６３に引き寄せられているため、可動ステージ１５がＺ軸周りに回動することは規制される。したがって、ツールがＺ軸周りに回動することはなく、倣い装置１１は、Ｚ軸周り方向においてツールを正確に位置決めして、ツールの先端面を対象物に倣わせることができる。

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。
（７）第１磁石６４は第１受け板６１を吸着するために設けられ、第２磁石６５は第２受け板６２を吸着するために設けられている。したがって、第１受け板６１及び第２受け板６２には、それぞれ別の磁石からの磁力を作用させることができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態では、回り止め機構の構成が第１実施形態及び第２実施形態と主に異なっており、第３実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図５に示すように、回り止め機構７０は、ピストンロッド１３の第２端部３８と可動ステージ１５（図６（ａ）参照）の間に設けられている。回り止め機構７０は、凸部５０の側面５０ａに一体に取り付けられた第１受け板７１と、凸部５１の側面５１ａに一体に取り付けられた第２受け板７２と、磁石モジュール７３とから構成されている。

磁石モジュール７３は、ピストンロッド１３（図６（ａ）参照）側に設けられるとともにブロック状に形成された第１磁石ホルダ７４と、可動ステージ１５（図６（ａ）参照）側に設けられるとともにブロック状に形成された第２磁石ホルダ７５とから構成されている。なお、第１磁石ホルダ７４と第２磁石ホルダ７５とは一体に構成されている。

図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１磁石ホルダ７４には、ブロック状の非磁性体７６に棒状の一対の第１磁石７７が埋設されている。一対の第１磁石７７は所定間隔空けた状態で配設されるとともに、その一方の端部７７ａが第１受け板７１と接するように構成されている。また、第１磁石ホルダ７４には、一対の第１磁石７７の他方の端部７７ｂと接するように磁路形成用の板状の磁性材７８が設けられている。第１磁石ホルダ７４は第１受け板７１と平行に設けられるとともに、第１受け板７１と摺動可能に構成されている。そして、第１磁石ホルダ７４に重ねられるように第２磁石ホルダ７５が配置されるとともに、第１磁石ホルダ７４と第２磁石ホルダ７５とはＺ軸方向から見た場合に直交するように配置されている。

第２磁石ホルダ７５には、ブロック状の非磁性体７９に棒状の一対の第２磁石８０が埋設されている。一対の第２磁石８０は、所定間隔空けた状態で配設されるとともに、その一方の端部８０ａが第２受け板７２と接するように構成されている。また、第２磁石ホルダ７５には、一対の第２磁石８０の他方の端部８０ｂと接するように磁路形成用の板状の磁性材８１が設けられている。第２磁石ホルダ７５は第２受け板７２と摺動可能に構成されている。なお、第１磁石ホルダ７４の第１磁石７７と、第２磁石ホルダ７５の第２磁石８０とは磁気的に分離している。なお、図６（ｂ）では、図示の都合上、凸部５１のハッチングを省略している。

次に、本実施形態における倣い装置１１の作用を説明する。
倣い装置１１が対象物に押し付けられて対象物から可動ステージ１５に対してＺ軸周り方向の力が加えられた場合、第１受け板７１又は第２受け板７２は磁石モジュール７３から離間しようとする。しかし、第１受け板７１が磁石モジュール７３から離間しようとしたときには、第１磁石ホルダ７４の第１磁石７７の磁力によって第１受け板７１は第１磁石ホルダ７４に引き寄せられる。また、第２受け板７２が磁石モジュール７３から離間しようとしたときには、第２磁石ホルダ７５の第２磁石８０の磁力によって第２受け板７２は第２磁石ホルダ７５に引き寄せられる。したがって、ツールがＺ軸周りに回動することはなく、倣い装置１１は、Ｚ軸周り方向においてツールを正確に位置決めして、ツールの先端面を対象物に倣わせることができる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態では、回り止め機構、可動部材、ピストンロッドの第２端部の構成が第１実施形態と主に異なっており、第４実施形態では、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の可動ステージ９０は、第１実施形態の可動ステージ１５と球面テーブル１４とを一体にした構成である。そして、可動ステージ９０には、収容室４１を開放する開口部９１が設けられている。可動ステージ９０の開口部９１は、Ｚ軸方向に沿った状態のピストンロッド９２を通すことができる大きさに形成されるとともに、蓋体９３によって閉塞されている。そして、蓋体９３は、蓋体９３の上面に設けられているＣリング９４によってシール材Ｆに押し付けられ、蓋体９３と可動ステージ９０との間はシールされている。また、可動ステージ９０には、その外周面９０ａに、Ｙ軸方向に平行で、かつ可動ステージ９０の中心を通るように一直線状に延びる貫通孔９６が設けられている。貫通孔９６は、収容室４１内にまで連通するように構成されている。

また、図７（ａ）に示すように、ピストンロッド９２の第２端部９７には、その端面９７ａ（図７（ｂ）参照）に、Ｙ軸方向に平行に一直線状に延びる第１貫通溝部９８が設けられている。第１貫通溝部９８は第２端部９７を径方向全体に亘って設けられるとともに、ピストンロッド９２の中心軸を通るように延びている。また、ピストンロッド９２の第２端部９７には、Ｘ軸方向に平行に一直線状に延び、かつ、第２端部９７を径方向において貫通する断面円形状の第２貫通孔９９が設けられている。第２貫通孔９９は第１貫通溝部９８よりも図７（ａ）における下側に位置するとともにピストンロッド９２の中心軸を通るように延びている。

ここで、回り止め機構１００は、可動側部材としての第１回り止めピン１０１と、ロッド側部材としての第２回り止めピン１０２と、回り止めリング１０３と、付勢部材としての一対の磁石１０４（図８参照）とから構成されている。

図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、回り止めリング１０３は、収容室４１内においてピストンロッド９２の第２端部９７を包囲するように設けられている。回り止めリング１０３にはその径方向に平行でなおかつ中心に向うように延びる第１係合溝部としての第１ピン挿入溝部１０５が形成されるとともに、第１ピン挿入溝部１０５が延びる方向と直交する方向に延びる第２係合溝部としての第２ピン挿入溝部１０６が形成されている。第１ピン挿入溝部１０５及び第２ピン挿入溝部１０６はそれぞれ断面凹状に形成されるとともに、回り止めリング１０３の外周面と内周面とを貫通するように形成されている。また、第１ピン挿入溝部１０５と、第２ピン挿入溝部１０６とはそれぞれ正反対の方向に開口するように形成されている。そして、第１ピン挿入溝部１０５、第１貫通溝部９８、貫通孔９６は、Ｙ軸方向に平行となるように一直線状に配置されている。また、第２ピン挿入溝部１０６及び第２貫通孔９９は、Ｘ軸方向に平行となるように、一直線状に配置されている。そして、第１ピン挿入溝部１０５、第１貫通溝部９８、貫通孔９６には、第１回り止めピン１０１が挿通されるとともに、第２ピン挿入溝部１０６及び第２貫通孔９９には第２回り止めピン１０２が挿通されている。

そして、図７（ａ）に示すように、第１回り止めピン１０１は、磁性材からなるとともに可動ステージ９０に螺入されている第１止めねじ１０７によって押し付けられて可動ステージ９０に固着されている。なお、第１回り止めピン１０１が挿通されている第１貫通溝部９８は、許容できる範囲内の寸法公差となるような精度で製作され、第１回り止めピン１０１のＺ軸周りにおける所定範囲の回動を許容している。また、第１回り止めピン１０１が挿通されている第１ピン挿入溝部１０５は、許容できる範囲内の寸法公差となるような精度で製作されている。そして、第１ピン挿入溝部１０５が許容する第１回り止めピン１０１の回動範囲は、第１貫通溝部９８が許容する第１回り止めピン１０１のＺ軸周りの回動範囲よりも狭くなっている。また、図７（ｂ）に示すように、第２回り止めピン１０２は、磁性材からなるとともにピストンロッド９２の第２端部９７に螺入されている第２止めねじ１０８によってピストンロッド９２の第２端部９７に押し付けられて固着されている。したがって、ピストンロッド９２がロック解除位置にあるとき、第２回り止めピン１０２は、Ｚ軸周りに回動不能に構成されている。

一方、図８に示すように、ピストンロッド９２の第２端部９７には、その外周面９７ｂから第１貫通溝部９８まで貫通する一対の収容孔１０９が形成されている。各収容孔１０９には磁石１０４が嵌着されている。磁石１０４は、ピストンロッド９２の中心を基準として対角線上に設けられている。そして、各磁石１０４は、Ｘ軸及びＹ軸によって構成される平面上に配置されるとともに、第１回り止めピン１０１を吸着しようとしてＺ軸周りに回動付勢するように構成されている。そして、第１回り止めピン１０１はＺ軸周り方向において回り止めリング１０３の第１ピン挿入溝部１０５に押し付けられている。回り止めリング１０３は、第１回り止めピン１０１によってＺ軸周り方向に押されることで、第２ピン挿入溝部１０６を第２回り止めピン１０２に押し付けている。

次に、本実施形態における倣い装置１１の作用を説明する。
倣い装置１１では、可動ステージ１５に対してツールを取り付ける際、例えば、誤って、ピストンロッド１３をロック解除位置に位置させた状態で作業が行われることがある。この場合に、可動ステージ１５にＺ軸周り方向に過大な力がかかると、回り止め機構１００を介してピストンロッド１３にＺ軸周りに過大な力が加えられる。すると、ピストン部２４は、溝部３１が鋼球２９から乗り上げるようにしてカバー１８側にずれながらＺ軸周りに回転する。そして、鋼球２９と溝部３１との位置がずれると、ピストン部２４に対するＺ軸周り方向の回転の規制は解除され、可動ステージ１５のＺ軸周りの回り止めは解除される。したがって、可動ステージ１５に対して過剰な第１軸周りの回転力が作用した場合には、可動ステージ１５に対するＺ軸周りの回り止めは解除され、回り止め機構１００及びピストンロッド１３に過剰な負荷がかかることを回避できる。

そして、倣い装置１１を用いてツールの先端面を対象物に倣わせる場合、倣い装置１１は、ピストンロッド９２をロック解除位置に移行させた状態で対象物に押し付けられる。このとき、対象物がＹ軸方向に沿って傾斜していれば、可動ステージ９０は、対象物の傾斜角度に追従するようにＸ軸周りに回動し、対象物がＹ軸方向に傾斜していてもツールの先端面は対象物に対して平行に倣う。一方、対象物がＸ軸方向に沿って傾斜していれば、可動ステージ９０は、対象物の傾斜角度に追従するようにＹ軸周りに回動し、対象物がＸ軸方向に傾斜していてもツールの先端面は対象物に対して平行に倣う。

また、倣い装置１１が対象物に押し付けられて対象物から可動ステージ９０に対してＺ軸周り方向の力が加えられることがある。しかし、このとき、第１回り止めピン１０１が回り止めリング１０３の第１ピン挿入溝部１０５に押し付けられるとともに第２ピン挿入溝部１０６が第２回り止めピン１０２に押し付けられているため、可動ステージ９０がＺ軸周りに回動することは規制される。したがって、ツールがＺ軸周りに回動することはなく、倣い装置１１は、Ｚ軸周りにおいてツールを正確に位置決めして、ツールの先端面を対象物に倣わせることができる。

本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
（８）第１回り止めピン１０１は、Ｙ軸方向に平行な状態で、かつピストンロッド９２の第２端部９７、回り止めリング１０３、及び可動ステージ９０に挿通されている。また、第２回り止めピン１０２は、Ｘ軸方向に平行な状態で、ピストンロッド９２の第２端部９７、回り止めリング１０３に挿通されている。そして、磁石１０４によって第１回り止めピン１０１は回り止めリング１０３の第１ピン挿入溝部１０５に押し付けられている。また、第２ピン挿入溝部１０６は第２回り止めピン１０２に押し付けられている。したがって、第１回り止めピン１０１と第２回り止めピン１０２とをガタがない状態で接続できるため、倣い装置１１の位置決め精度を向上させることができる。

（９）ピストン部２４に設けられた溝部３１と、鋼球２９とが係合することで、ピストンロッド１３は、Ｚ軸周りの回転が規制されている。したがって、過大なＺ軸周り方向の力がピストンロッド１３に作用した場合には、ピストンロッド１３に対するＺ軸周りの回転の規制を解除して、ピストンロッド１３が損傷することを回避することができる。

（１０）溝部３１はＺ軸周り方向において等間隔に３つ設けられるとともに、鋼球２９は溝部３１と対応するように３つ設けられている。したがって、ピストンロッド１３がロック解除位置に位置しているときにおいて、ピストン部２４のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の位置決めを行い易い。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態では、第１回り止めピン及び第２回り止めピンの構成と、付勢手段としての磁石の配設箇所とが第４実施形態と主に異なっており、第５実施形態では、第４実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図９（ａ）に示すように、第２回り止めピン１０２はその長さが延長されるとともに、可動ステージ９０の外周面９０ａに形成された挿通孔１１０に挿通されている。挿通孔１１０は、Ｘ軸方向に平行で、かつ、外周面９０ａから可動ステージ９０の中心に向うように延びている。そして、図９（ｂ）に示すように、可動ステージ９０の外周面９０ａには、挿通孔１１０が延びる方向と直交する方向に延びるとともに可動ステージ９０の外周面９０ａから挿通孔１１０まで貫通する一対の収容孔１１１が設けられている。一対の収容孔１１１は、第２回り止めピン１０２を間に挟んで両側に設けられるとともに、それぞれ磁石１１２を収容している。

磁石１１２はＸ―Ｙ軸平面上に配置されるとともに、ピストンロッド９２の中心を基準として対角線状に配置されている。そして、磁石１１２によって第２回り止めピン１０２と可動ステージ９０とを引き付ける力を作用させることで、第１回り止めピン１０１はＺ軸周りに方向において回り止めリング１０３の第１ピン挿入溝部１０５に押し付けられる。回り止めリング１０３は、第１回り止めピン１０１によってＺ軸周り方向に押圧されることで、第２ピン挿入溝部１０６を第２回り止めピン１０２に押し付けている。したがって、回り止めリング１０３の第１ピン挿入溝部１０５と第１回り止めピン１０１の間、回り止めリング１０３の第２ピン挿入溝部１０６と第２回り止めピン１０２との間は、ガタがない状態となっている。

実施形態は、前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 第４実施形態において、付勢手段の構成を変更してもよい。例えば、第４実施形態において、付勢手段として磁石１０４の代わりに、第１回り止めピン１０１を第１軸周り方向に回転させて押し付けるばね部材を用いてもよい。この場合、図１０に示すように、収容孔１０９にコイルスプリング１２０及び、コイルスプリング１２０の一端１２０ａと当接するストッパ部材１２１を設けてもよい。この場合、コイルスプリング１２０の他端１２０ｂが第１回り止めピン１０１と当接するようにして、第１回り止めピン１０１を付勢するように構成すればよい。また、ばね部材として、コイルスプリング１２０の代わりに、板バネを用いて、第１回り止めピン１０１を付勢するように構成してもよい。

○ 第５実施形態において、付勢手段の構成を変更してもよい。例えば、第５実施形態において、付勢手段として磁石１１２の代わりに、第２回り止めピン１０２を第１軸周り方向に回転させて押し付けるばね部材を用いてもよい。例えば、可動ステージ９０を第１実施形態と同様に球面テーブルと可動ステージとから構成し、図１１（ａ）に示すように、可動ステージ１３４に設けられた収容溝１３５にコイルスプリング１３０を設け、ストッパピン１３１によってコイルスプリング１３０の一端１３０ａを係止してもよい。また、図１１（ｂ）に示すように、収容孔１１１にコイルスプリング１３２と、ストッパねじ１３３とを設けて、第２回り止めピン１０２を第１軸周り方向に回転させて押し付けてもよい。また、ばね部材として、コイルスプリング１３２の代わりに板バネを用いて、第２回り止めピン１０２を付勢するように構成してもよい。

○ 第１及び第２実施形態において、磁性板４７，４８及び磁性材６６，６７に表面処理を施す代わりに、潤滑材や低摩擦樹脂の潤滑板を併用して、第１受け板４２，６１及び第２受け板４３，６２が磁石モジュール４４，６３に対して円滑に摺動できるように構成してもよい。

○ 凸状半球面３６及び凹状半球面３５を構成する部材を入れ替えてもよい。例えば、基台１２の多孔質材３３に凸状半球面３６を形成するとともに、第１〜第３実施形態の球面テーブル１４又は第４、第５実施形態の可動ステージ９０に凹状半球面３５を形成してもよい。

○ 溝部３１及び鋼球２９の数については、とくに限定されない。１つ又は２つ設けてもよいし、４つ以上設けてもよい。
○ 溝部３１の形状については、とくに限定されない。溝部３１をＵ溝、半球状、テーパー状に形成してもよい。

○ 鋼球２９の形状についてとくに限定されない。楕円形状に形成してもよい。また、溝部３１と係合可能な形状の部材であれば、鋼球２９でなくともよい。
○ ピストン部２４とボディ１７の内周部とのシールをパッキン２６以外で行ってもよい。ダイアフラムシール、メタルシール、ラバーシールによって、ピストン部２４とボディ１７の内周部とのシールを行ってもよい。

倣い装置の模式分解斜視図。 （ａ）は一実施形態における倣い装置の模式側断面図、（ｂ）はピストン部の周方向に沿ったロック機構の模式断面図、（ｃ）は図２（ａ）の状態において回り止め機構をＺ軸方向から見た模式図。 別の実施形態における、ピストンロッド、回り止め機構、可動ステージの模式分解斜視図。 （ａ）は別の実施形態における倣い装置の部分側断面図、（ｂ）は図４（ａ）の状態において回り止め機構をＺ軸方向から見た模式図。 別の実施形態におけるピストンロッド、回り止め機構、可動ステージの一部の模式分解斜視図。 （ａ）は別の実施形態における倣い装置の部分側断面図、（ｂ）は図６（ａ）の状態において回り止め機構をＺ軸方向から見た模式図。 （ａ）は別の実施形態における倣い装置の側断面図、（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線模式部分断面図。 図７（ａ）のＢ−Ｂ線模式断面図。 （ａ）別の実施形態における倣い装置の部分側断面図、（ｂ）は別の実施形態における模式部分断面図。 別の実施形態における倣い装置の模式部分破断面図。 （ａ）及び（ｂ）は別の実施形態における倣い装置の模式部分破断面図。

符号の説明

１１…倣い装置、１２…固定部材としての基台、１３…ロッド部材としてのピストンロッド、１４…可動部材としての球面テーブル、１５…可動部材としての可動ステージ、１６，６０，７０，１００…回り止め機構、２４…第１端部としてのピストン部、２５…圧力作用室、２９…ロック機構としての鋼球、３１…ロック機構としての溝部、３５…凹状半球面、３６…凸状半球面、３８，９７…第２端部、４２，６１，７１…第１受け板、４３，６２，７２…第２受け板、４４，６３，７３…磁石モジュール、４７，４８…磁性板、４９…磁石、６６…第１磁性材、６７…第２磁性材、７４…第１磁石ホルダ、７５…第２磁石ホルダ、７７…第１磁石、８０…第２磁石、９０…可動部材としての可動ステージ、１０１…第１回り止めピン、１０２…第２回り止めピン、１０３…回り止めリング、１０４…付勢部材としての磁石、１０５…第１ピン挿入溝部、１０６…第２ピン挿入溝部、１２０，１３０，１３２…付勢部材としてのコイルスプリング。

Claims (8)

1. 凹状半球面及び凸状半球面の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揺動可能に設け、前記両部材との間に加圧流体を噴出することによって前記両部材同士を非接触にし、その状態で前記可動部材を対象物に押し付けて平行に倣わせるようにした倣い装置において、
   第１端部が前記固定部材内に収容されるとともに第２端部が前記可動部材内に収容されたロッド部材と、
   前記可動部材内に収容され、前記可動部材の揺動を許容するとともに前記可動部材の第１軸周りの回動を規制する回り止め機構と、を備え、
   前記回り止め機構は、
   前記第１軸に直交する第２軸方向に配置されるとともに前記可動部材に一体に装着された可動側部材と、
   前記第１軸及び前記第２軸に直交する第３軸方向に配置されるとともに前記ロッド部材の前記第２端部に一体に装着され、前記可動側部材の前記第１軸周りの回動を規制するためのロッド側部材と、
   前記可動側部材を前記ロッド側部材に近づけるように付勢する付勢手段と、を備え、
   前記可動側部材は、前記付勢手段によって付勢された状態で前記ロッド側部材と接続されていることを特徴とする倣い装置。
2. 前記可動側部材及び前記ロッド側部材は、磁性材からなり、
   前記付勢手段は、前記ロッド側部材と前記可動側部材との間に介装されるとともに磁力によって前記ロッド側部材と前記可動側部材とを吸着する磁石モジュールである請求項１に記載の倣い装置。
3. 前記磁石モジュールは、
   磁石と、前記磁石を間に挟み前記磁石から発生する磁束の磁路を構成する磁路形成用の一対の磁性材と、を備え、
   前記一対の磁性材は、前記ロッド側部材及び前記可動側部材と接するように設けられている請求項２に記載の倣い装置。
4. 前記磁石モジュールは、
   前記ロッド側部材を吸着するために設けられた第１磁石と、
   前記第１磁石を間に挟んだ状態で前記ロッド側部材と接するとともに前記第１磁石から発生した磁束の磁路を構成する磁路形成用の一対の第１磁性材と、
   前記可動側部材を吸着するために設けられた第２磁石と、
   前記第２磁石を間に挟んだ状態で前記可動側部材と接するとともに前記第２磁石から発生した磁束の磁路を構成する磁路形成用の一対の第２磁性材と、
   前記第１磁石及び前記第１磁性材と前記第２磁石及び前記第２磁性材との間に介在する非磁性材と、を備えた請求項２に記載の倣い装置。
5. 前記磁石モジュールは、
   前記ロッド部材側に設けられるとともに非磁性体に第１磁石が一対埋設されてなる第１磁石ホルダと、
   前記可動部材側に設けられるとともに非磁性体に第２磁石が一対埋設されてなる第２磁石ホルダと、を備え、
   前記第１磁石ホルダは、前記第１磁石が前記ロッド側部材と接する状態で前記ロッド側部材と平行に配設され、
   前記第２磁石ホルダは、前記第２磁石が前記可動側部材と接する状態で前記可動側部材と平行に配設されている請求項２に記載の倣い装置。
6. 前記回り止め機構は、第１係合溝部及び第２係合溝部が設けられるとともに、前記第２端部を包囲するように配置された回り止めリングをさらに備え、
   前記可動側部材は、前記可動部材と、前記ロッド部材の前記第２端部と、前記第１係合溝部と、に挿通された第１回り止めピンであり、
   前記ロッド側部材は、前記ロッド部材の前記第２端部と、前記第２係合溝部と、に挿通された第２回り止めピンであり、
   前記付勢手段は、前記第１回り止めピンを前記第１軸周りに付勢する請求項１に記載の倣い装置。
7. 前記ロッド部材の前記第１端部は、前記固定部材内に設けられた圧力作用室に配設されるピストン部であり、
   前記ロッド部材は、前記圧力作用室に対する作動流体の給排によって、前記可動部材を前記固定部材に押し付けて前記可動部材を揺動不能にロックするロック位置、及び押し付けずに前記可動部材を揺動可能にするロック解除位置に移行可能に構成され、
   前記固定部材内には、前記ロッド部材が前記ロック解除位置となったときに、前記ロッド部材の前記第１軸周りにおける回動を規制するロック機構が設けられている請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の倣い装置。
8. 前記ロック機構は、
   前記ピストン部の端面に設けられた溝部と、
   前記溝部と対向するように前記固定部材内に収容され、前記ロッド部材が前記ロック解除位置となったときに前記溝部と係合する球と、によって構成されている請求項７に記載の倣い装置。

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