JP2018185191A - 電子部品搬送装置、検査装置およびロボット - Google Patents

Abstract

【課題】低コスト化で高精度に部品（部材）を搬送することができる電子部品搬送装置、検査装置およびロボットを提供すること。【解決手段】押圧力を発生させる押圧機構部と、前記押圧機構部を支持している支持体と、部材を保持する保持部と、前記押圧機構部に支持され、前記支持体に対して前記保持部の位置および姿勢のうちの少なくとも一方を変更可能な変更機構部と、を備えることを特徴とする電子部品搬送装置。前記変更機構部は、前記支持体に対して第１方向に移動可能な第１移動部と、前記支持体に対して前記第１方向と交差している第２方向に移動可能な第２移動部と、前記支持体に対して回動可能な回動部と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品搬送装置、検査装置およびロボットに関するものである。

従来から、例えばＩＣチップ等の電子部品の電気的特性を検査する検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の検査装置は、電子部品を供給トレイから検査部に供給し、検査部に供給された電子部品の電気的特性の検査を行い、当該検査の終了後、電子部品を検査用ソケットから回収トレイに回収する。そして、特許文献１に記載の検査装置では、電子部品の供給トレイから検査部への移動や、検査部から回収トレイへの移動は、検査用ロボットによって行われる。

ここで、特許文献１に記載の検査装置では、検査部に対して電子部品の位置決めを精度よく行うため、ＩＣチップを吸着する吸着部が水平面に沿って移動および回動可能な補正機構を介して支持体に支持されている。この支持体には、吸着部に吸着したＩＣチップを検査部へ押圧するための押圧装置も支持されている。そして、この押圧装置と吸着部との間には、前述した補正機構の補正を可能としつつ、押圧装置からの押圧力を吸着部に伝えるため、倣い機構が介在している。

特開２０１０−０９１３４８号公報

しかし、特許文献１に記載の検査装置では、前述したように支持体に対して補正機構および押圧装置の双方が直接支持されているがゆえ、補正機構が有する可動機構の他に倣い機構等の構成が必要となるため、装置構成が複雑化し、その結果、吸着部の位置精度を高めることが難しくなるとともに高コスト化を招くという課題がある。

本発明の目的は、低コストで高精度に部品（部材）を搬送することができる電子部品搬送装置、検査装置およびロボットを提供することにある。

上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の電子部品搬送装置は、押圧力を発生させる押圧機構部と、
前記押圧機構部を支持する支持体と、
部材を保持する保持部と、
前記押圧機構部に支持され、前記支持体に対する前記保持部の位置および姿勢のうちの少なくとも一方を変更可能な変更機構部と、を備えることを特徴とする。

このような電子部品搬送装置によれば、変更機構部が、押圧機構部に支持され、支持体に対して保持部の位置および姿勢のうちの少なくとも一方を変更可能であるため、押圧機構部が変更機構部を介して保持部を対象物（例えば検査部）に対して押圧することができる。また、押圧機構部と保持部との間に変更機構部以外の可動機構を設ける必要がない。そのため、装置構成を簡単化することができ、その結果、保持部の位置精度を高めることができ、また、低コスト化を図ることができる。

本発明の電子部品搬送装置では、前記変更機構部は、
前記支持体に対して第１方向に移動可能な第１移動部と、
前記支持体に対して前記第１方向と交差する第２方向に移動可能な第２移動部と、
前記支持体に対して回動可能な回動部と、を有することが好ましい。

これにより、ある面（例えば水平面）に沿って支持体および押圧機構部に対する保持部の位置および姿勢を変更することができる。

本発明の電子部品搬送装置では、前記変更機構部は、
前記支持体に対して前記第１移動部を移動させる第１圧電アクチュエーターと、
前記支持体に対して前記第２移動部を移動させる第２圧電アクチュエーターと、
前記支持体に対して前記回動部を回動させる第３圧電アクチュエーターと、を有することが好ましい。

これにより、装置の小型化を図ることができる。また、圧電アクチュエーターは、一般に、外力に対する許容範囲が広い。そのため、変更機構部を介して押圧機構部の押圧力を保持部に伝えても、変更機構部を安定して駆動することができる。

本発明の電子部品搬送装置では、前記第１移動部、前記第２移動部および前記回動部が前記押圧機構部側から前記保持部側に向けて順で並んでいることが好ましい。

これにより、変更機構部の構成を簡単化しつつ、変更機構部の高精度な作動を実現することができる。

本発明の電子部品搬送装置では、前記変更機構部は、
第１部材と、
前記第１部材に対して相対的に位置または姿勢が変化可能に設けられている第２部材と、
前記第２部材に設けられ、前記第２部材に対して前記第１部材の位置または姿勢を変化させる駆動力を前記第１部材に伝達する圧電アクチュエーターと、を有し、
前記第１部材および前記第２部材が前記押圧力の方向に沿って並んでいることが好ましい。

これにより、押圧機構部からの押圧力が作用しても、安定的に作動可能な変更機構部を実現することができる。

本発明の電子部品搬送装置では、前記圧電アクチュエーターは、前記押圧力の方向に沿って前記第１部材に向けて押圧されていることが好ましい。

これにより、圧電アクチュエーターに押圧機構部からの押圧力が作用しても、圧電アクチュエーターを安定的に作動させることができる。

本発明の検査装置は、押圧力を発生させる押圧機構部と、
前記押圧機構部を支持している支持体と、
部材を保持する保持部と、
前記押圧機構部に支持され、前記支持体および前記押圧機構部に対して前記保持部の位置および姿勢のうちの少なくとも一方を変更可能な変更機構部と、を備えることを特徴とする。

このような検査装置によれば、低コストで高精度に部品（部材）を搬送することができる検査装置を提供することができる。

本発明のロボットは、押圧力を発生させる押圧機構部と、
前記押圧機構部を支持している支持体と、
部材を保持する保持部と、
前記押圧機構部に支持され、前記支持体および前記押圧機構部に対して前記保持部の位置および姿勢のうちの少なくとも一方を変更可能な変更機構部と、を備えることを特徴とする。

このようなロボットによれば、低コストで高精度に部品（部材）を搬送することができるロボットを提供することができる。

本発明の電子部品搬送装置の実施形態を示す斜視図である。 図１に示す電子部品搬送装置が備える圧電駆動装置（圧電駆動ユニット）の概略構成を示す斜視図である。 図２に示す圧電駆動装置が備えるＸ軸方向駆動用の圧電駆動装置の断面図である。 図３に示す圧電駆動装置をＺ軸方向から見た図である。 図３に示す圧電駆動装置が備える圧電アクチュエーターの平面図である。 図５に示す圧電アクチュエーターの動作を説明するための図である。 図２に示す圧電駆動装置が備えるＺ軸まわり駆動用の圧電駆動装置の断面図である。 図７に示す圧電駆動装置をＺ軸方向から見た図である。 本発明のロボットの実施形態を示す斜視図である。

以下、本発明の電子部品搬送装置、検査装置およびロボットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

１．電子部品搬送装置（検査装置）
まず、本発明の電子部品搬送装置の実施形態について説明する。
図１は、本発明の電子部品搬送装置の実施形態を示す斜視図である。なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交している３軸としてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜用いて説明を行う。また、各図において、これらの軸を示す矢印の先端側を「＋」、基端側を「−」とする。また、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」という。また、Ｘ軸およびＹ軸の双方に平行な平面（法線がＺ軸方向となる平面）を「ＸＹ平面」、Ｘ軸およびＺ軸の双方に平行な平面（法線がＹ軸方向となる平面）を「ＸＺ平面」、Ｙ軸およびＺ軸の双方に平行な平面（法線がＸ軸方向となる平面）を「ＹＺ平面」という。また、＋Ｚ軸方向側を「上」、−Ｚ軸方向側を「下」ともいう。

図１に示す電子部品搬送装置２０００（検査装置）は、電子部品検査装置に適用されており、基台２１００と、基台２１００の側方に配置された支持台２２００と、を有している。また、基台２１００には、検査対象の電子部品Ｑが載置されてＹ軸方向に搬送される上流側ステージ２１１０と、検査済みの電子部品Ｑが載置されてＹ軸方向に搬送される下流側ステージ２１２０と、上流側ステージ２１１０と下流側ステージ２１２０との間に位置し、電子部品Ｑの電気的特性を検査する検査台２１３０と、が設けられている。なお、電子部品Ｑの例として、例えば、半導体、半導体ウェハー、ＣＬＤやＯＬＥＤ等の表示デバイス、水晶デバイス、各種センサー、インクジェットヘッド、各種ＭＥＭＳデバイス等などが挙げられる。

また、支持台２２００には、支持台２２００に対してＹ軸方向に移動可能なＹステージ２２１０が設けられており、Ｙステージ２２１０には、Ｙステージ２２１０に対してＸ軸方向に移動可能なＸステージ２２２０が設けられており、Ｘステージ２２２０には、Ｘステージ２２２０に対してＺ軸方向に移動可能な電子部品保持部２２３０が設けられている。

また、電子部品保持部２２３０は、圧電駆動装置１０と、電子部品Ｑを保持する保持部２２３３と、圧電駆動装置１０を介して保持部２２３３をＺ軸方向に移動可能な押圧機構部１１と、を有している。ここで、圧電駆動装置１０は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸まわりの微小な位置決めを行う位置決めユニットである。また、保持部２２３３は、圧電駆動装置１０を介して押圧機構部１１に支持されている。ここで、押圧機構部１１は、例えば、空気圧シリンダーまたは油圧シリンダーであり、Ｘステージ２２２０（支持体）に支持されており、圧電駆動装置１０をＺ軸方向に移動可能に構成されている。そして、押圧機構部１１は、圧電駆動装置１０を介して保持部２２３３（電子部品Ｑ）を上流側ステージ２１１０、下流側ステージ２１２０または検査台２１３０のいずれかの台（対象物）に向けて押圧可能となっている。以下、圧電駆動装置１０について詳述する。

図２は、図１に示す電子部品搬送装置が備える圧電駆動装置（圧電駆動ユニット）の概略構成を示す斜視図である。

図２に示す圧電駆動装置１０は、Ｘ軸方向（図中矢印Ｘ１で示す方向）、Ｙ軸方向（図中矢印Ｙ１で示す方向）およびＺ軸まわり（図中矢印θ１で示す方向）の駆動を行う圧電駆動ユニットである。この圧電駆動装置１０は、Ｘ軸方向での駆動を行う圧電駆動装置１Ｘ（第１圧電駆動装置）と、Ｙ軸方向での駆動を行う圧電駆動装置１Ｙ（第２圧電駆動装置）と、Ｚ軸まわりの駆動を行う圧電駆動装置１θ（第３圧電駆動装置）と、を有し、これらがＺ軸方向に沿って並んで連結されている。

ここで、圧電駆動装置１Ｘ、１Ｙ、１θは、それぞれ、駆動源として圧電アクチュエーター５２Ｘ、５２Ｙ、５２θを備える。また、圧電駆動装置１Ｘは、前述した押圧機構部１１に支持され、圧電アクチュエーター５２Ｘの駆動力により、押圧機構部１１に対して圧電駆動装置１ＹをＸ軸方向に移動可能である。圧電駆動装置１Ｙは、圧電駆動装置１Ｘに支持され、圧電アクチュエーター５２Ｙの駆動力により、圧電駆動装置１Ｘに対して圧電駆動装置１θをＹ軸方向に移動可能である。圧電駆動装置１θは、圧電駆動装置１Ｙに支持され、圧電アクチュエーター５２θの駆動力により、圧電駆動装置１Ｙに対して保持部２２３３をＺ軸まわりに回動可能である。また、圧電駆動装置１Ｘ、１Ｙ、１θは、押圧機構部１１からのＺ軸方向の力Ｆを保持部２２３３に伝達し得るように構成されている。以下、これらについて順次説明する。

（第１圧電駆動装置）
図３は、図２に示す圧電駆動装置が備えるＸ軸方向駆動用の圧電駆動装置の断面図である。図４は、図３に示す圧電駆動装置をＺ軸方向から見た図である。図５は、図３に示す圧電駆動装置が備える圧電アクチュエーターの平面図である。図６は、図５に示す圧電アクチュエーターの動作を説明するための図である。なお、図４では、説明の便宜上、駆動部５および検出部６の一部および第２部材３の図示を省略している。

図３に示すように、圧電駆動装置１Ｘは、第１部材２と、第２部材３と、第２部材３を第１部材２に対してＸ軸方向（図２中矢印Ｘ１で示す方向）に相対的に移動させるように案内する案内機構４と、第２部材３を第１部材２に対してＸ軸方向に相対的に移動させる駆動部５と、第１部材２に対する第２部材３のＸ軸方向での相対的な移動を検出する検出部６（エンコーダー）と、駆動部５および検出部６を作動させるための回路部７と、を有する。

第１部材２および第２部材３は、それぞれ、例えば、金属材料、セラミックス材料等で構成され、ＸＹ平面に沿った略板状の全体形状を有する。また、第１部材２および第２部材３の平面視での外形は、それぞれ、図示では、矩形（四角形）であるが、これに限定されず、例えば、五角形等の他の多角形、円形、楕円形等であってもよい。

ここで、図３に示すように、第１部材２の一方（図３中の上側）の面には、凹部２３が形成されている。そして、凹部２３の底面は、後述する駆動部５の被駆動部材５１が設置される設置面２１を構成している。また、第１部材２の一方（図３中の上側）の面には、凹部２３の外側に、後述する検出部６の光学スケール６１が設置される設置面２２が設けられている。図４に示すように、凹部２３は、Ｘ軸方向に沿って延びており、これに伴い、設置面２１も、Ｘ軸方向に沿って延びている。

図３に示すように、第２部材３の一方（図３中の上側）の面には、第１部材２とは反対側に開放している凹部３１が形成されている。また、第２部材３には、凹部３１の底面に開口し、第２部材３の厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通している孔３２が形成されている。

このような圧電駆動装置１Ｘの第２部材３は、前述した押圧機構部１１に例えばネジ等を用いて固定されている。ここで、押圧機構部１１は、図示しないが、例えば、シリンダーチューブと、このシリンダーチューブ内を摺動するピストンと、を有し、これらの一方が圧電駆動装置１Ｘの第２部材３を支持し、他方がＸステージ２２２０（支持体）に支持されている。なお、押圧機構部１１が有するシリンダーチューブまたはピストンのいずれか一方が第２部材３と一体で構成されていてもよい。

案内機構４は、直動軸受であり、図３に示すように、前述した第１部材２と第２部材３との間に配置されている。この案内機構４は、１対のスライダー４１と、１対のスライダー４１に対応して設けられている１対のレール４２と、スライダー４１とレール４２との間に設けられている複数のボール４３と、を有する。

１対のレール４２は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って延びて配置され、第２部材３に例えばネジ、ビス等を用いて固定されている。また、１対のレール４２の一方または双方は、第２部材３に対し一体的に形成されていてもよい。１対のスライダー４１は、それぞれ、対応するレール４２に沿って移動可能であり、第１部材２に例えばネジ、ビス等を用いて固定されている。また、１対のスライダー４１の一方または双方は、第１部材２に対し一体的に形成されていてもよい。また、スライダー４１、レール４２およびボール４３は、第１部材２および第２部材３のＸ軸方向以外の方向での相対的な移動を規制（制限）するように構成されている。なお、スライダー４１、レール４２およびボール４３は、第１部材２および第２部材３のＸ軸方向での相対的な移動を所定範囲内に規制（制限）するように構成されていてもよい。

駆動部５は、第１部材２に設置（固定）されている被駆動部材５１と、被駆動部材５１に駆動力を伝達する複数（図示では３つ）の圧電アクチュエーター５２Ｘと、複数の圧電アクチュエーター５２Ｘを第２部材３に対して支持している複数（図示では３つ）の支持部材５３と、を有する。

被駆動部材５１は、前述した第１部材２の設置面２１上に設置され、例えば、嵌合、接着剤による接着、ビス止め等により第１部材２に固定されている。また、被駆動部材５１は、第１部材２に対し一体的に形成されていてもよい。この被駆動部材５１は、板状またはシート状をなし、例えばセラミックス材料等の比較的耐摩耗性の高い材料で構成されている。また、被駆動部材５１は、図４に示すように、Ｘ軸方向に沿って延びている。

複数の圧電アクチュエーター５２Ｘは、Ｘ軸方向に沿って並んで配置されている。図５に示すように、圧電アクチュエーター５２Ｘは、振動部５２１と、支持部５２２と、これらを接続している１対の接続部５２３と、振動部５２１から突出している突出部５２４と、を有している。

振動部５２１は、ＸＺ平面に沿った板状をなしている。また、振動部５２１は、Ｚ軸方向に沿って延びている長手形状をなしている。この振動部５２１は、振動部５２１の幅方向（Ｘ軸方向）の中央部に振動部５２１の長手方向に沿って配置されている圧電素子５２１５と、圧電素子５２１５に対して振動部５２１の幅方向の一方側に振動部５２１の長手方向に沿って配置されている２つの圧電素子５２１１、５２１２と、圧電素子５２１５に対して振動部５２１の幅方向の他方側に振動部５２１の長手方向に沿って配置されている２つの圧電素子５２１３、５２１４と、を有する。

このような振動部５２１は、図示しないが、例えば、シリコン基板等の２つの基板と、これらの基板間に配置されているチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電体と、圧電体の表裏に適宜設けられている複数の電極と、を有している。ここで、支持部５２２および１対の接続部５２３は、それぞれ、例えば、前述した振動部５２１が有する２つの基板と一体で形成されている２つの基板を有する。また、支持部５２２は、例えば、前述した振動部５２１が有する圧電体と同等の厚さを有する絶縁性のスペーサーが当該２つの基板間に介挿されている。

突出部５２４は、振動部５２１の長手方向（Ｚ軸方向）での一方（図５中の下側）の端部（先端部）には、その幅方向での中央部に突出部５２４が突出して設けられている。突出部５２４は、例えば、セラミックス等の耐摩耗性に優れた材料で構成され、振動部５２１に接着剤等により接合されている。この突出部５２４は、振動部５２１の振動を被駆動部材５１へ摩擦摺動により伝達する機能を有するので、伝達部とも言える。なお、突出部５２４（伝達部）の形状は、振動部５２１の駆動力を被駆動部材５１に伝達可能であればよく、図示の形状に限定されない。

支持部材５３は、例えば、金属材料、セラミックス材料等で構成され、第２部材３に対して、例えばネジ等を用いて固定されている。また、支持部材５３は、図示しない弾性部材を介して支持部５２２を支持しており、突出部５２４が当該弾性部材の弾性変形を伴って被駆動部材５１に対して所定圧力で接触（押圧）するように、支持部５２２が支持部材５３および当該弾性部材を介して第２部材３に対して固定されている。

以上のような駆動部５が有する圧電アクチュエーター５２Ｘは、回路部７から所定周波数の駆動信号が圧電素子５２１１〜５２１５に適宜入力されることにより作動する。例えば、圧電素子５２１１、５２１４への駆動信号と圧電素子５２１２、５２１３への駆動信号との位相差を１８０°とし、圧電素子５２１１、５２１４への駆動信号と圧電素子５２１５への駆動信号との位相差を３０°とすることで、図６に示すように、各圧電素子５２１１〜５２１５の伸縮により、振動部５２１がＳ字形状に屈曲振動し、これにより、突出部５２４の先端が図中矢印αで示す方向に楕円運動する。その結果、被駆動部材５１は、突出部５２４から一方向（図中矢印βで示す方向）に駆動力を繰り返し受ける。これにより、第１部材２および第２部材３がＸ軸方向に相対的に移動する。

また、図６に示す場合とは逆方向に、第１部材２および第２部材３をＸ軸方向に相対的に移動させる場合には、圧電素子５２１１、５２１４への駆動信号との位相差が２１０°となるように圧電素子５２１５に駆動信号を印加すればよい。なお、図示の構成では、被駆動部材５１が第１部材２側に設置され、圧電アクチュエーター５２が第２部材３側に設置されているが、その逆に、被駆動部材５１が第２部材３側、圧電アクチュエーター５２が第１部材２側に設置されていてもよい。

検出部６は、光学式のリニアエンコーダーである。この検出部６は、第１部材２に設置されている光学スケール６１と、光学スケール６１の移動を検出するセンサー６２と、センサー６２を第２部材３に対して支持している基板６３と、を有する。

光学スケール６１は、前述した第１部材２の設置面２２上に設置され、例えば接着剤等を用いて第１部材２に固定されている。この光学スケール６１は、例えば、スリット板、偏光板等である。また、光学スケール６１は、図４に示すように、Ｘ軸方向に沿って延びている。

センサー６２は、図示しないが、光学スケール６１に光を照射する半導体レーザー等の発光素子と、光学スケール６１からの反射光を受光するフォトダイオード等の受光素子と、を含んで構成されている。

基板６３は、例えば、配線基板であり、ネジ等を用いて第２部材３に固定されている。この基板６３は、第２部材３の凹部３１とは反対側の面上に設置され、センサー６２を支持するとともに、センサー６２および回路部７のそれぞれに電気的に接続されている。

以上のような検出部６では、第１部材２に対する第２部材３のＸ軸方向での相対的な移動状態（位置、移動速度等）に応じて、センサー６２の受光素子の出力信号の波形が変化する。したがって、この受光素子の出力信号に基づいて、第１部材２に対する第２部材３のＸ軸方向での相対的な移動状態を検出することができる。

回路部７は、前述した第２部材３の凹部３１内に設置されている。この回路部７は、前述した圧電アクチュエーター５２およびセンサー６２を作動させるための回路を有する。例えば、回路部７は、圧電アクチュエーター５２を駆動（駆動信号を発生）するための駆動回路、センサー６２の発光素子を駆動するための駆動回路、センサー６２の受光素子からの信号に基づいて第１部材２に対する第２部材３の相対的な位置を演算するための演算回路等を含んでいる。なお、回路部７が有するセンサー６２のための回路（駆動回路、演算回路）は、検出部６に組み込まれていてもよく、この場合、センサー６２と一体化されていてもよい。また、回路部７は、圧電駆動装置１Ｘの外部に設けられていてもよい。

（第２圧電駆動装置）
圧電駆動装置１Ｙは、前述した圧電駆動装置１Ｘと同様に構成されている。ただし、圧電駆動装置１ＹのＸＹ平面内での姿勢は、圧電駆動装置１Ｘとは９０°異なる。すなわち、圧電駆動装置１Ｙは、第１部材２と、第１部材２に対向して配置されている第２部材３と、第２部材３を第１部材２に対してＹ軸方向に相対的に移動させるように案内する案内機構４と、第２部材３を第１部材２に対してＹ軸方向に相対的に移動させる駆動部５と、第１部材２に対する第２部材３のＹ軸方向での相対的な移動を検出する検出部６（エンコーダー）と、駆動部５および検出部６を作動させる回路部７と、を有する。このように、圧電駆動装置１Ｙは、前述した圧電駆動装置１Ｘの説明において、「Ｘ軸方向」を「Ｙ軸方向」に適宜読み替えればよい。

このような圧電駆動装置１Ｙの第２部材３は、前述した圧電駆動装置１Ｘの第１部材２に対して、前述した姿勢となるように、例えばネジ等を用いて固定されている。ここで、圧電駆動装置１Ｘの第１部材２および圧電駆動装置１Ｙの第２部材３は、Ｘステージ２２２０（支持体）に対してＸ軸方向（第１方向）に移動可能であり、第１移動部１２を構成している。なお、圧電駆動装置１０においては、圧電駆動装置１Ｙの第２部材３が圧電駆動装置１Ｘの第１部材２と一体で構成されていてもよい。また、圧電駆動装置１Ｘ、１Ｙの構成は、適宜互いに異なる構成を有していてもよい。また、以下では、圧電駆動装置１Ｘ、１Ｙをそれぞれ圧電駆動装置１ともいう。圧電アクチュエーター５２Ｘ、５２Ｙをそれぞれ圧電アクチュエーター５２ともいう。

（第３圧電駆動装置）
図７は、図２に示す圧電駆動装置が備えるＺ軸まわり駆動用の圧電駆動装置の断面図である。図８は、図７に示す圧電駆動装置をＺ軸方向から見た図である。

図７に示すように、圧電駆動装置１θは、第１部材８と、第２部材９と、第２部材９を第１部材８に対してＺ軸に平行な軸線ａＺまわり（図２中矢印θ１で示す方向）に相対的に回動可能に支持している軸受４θと、第２部材９を第１部材８に対して軸線ａＺまわりに相対的に回動させる駆動部５θと、第１部材８に対する第２部材９の軸線ａＺまわりの相対的な回動を検出する検出部６θ（エンコーダー）と、駆動部５θおよび検出部６θを作動させる回路部７θと、を有する。

第１部材８および第２部材９は、それぞれ、例えば、金属材料、セラミックス材料等で構成されている。図８に示すように、第１部材８の平面視での外形は円形であり、第２部材９の平面視での外形は矩形（四角形）であるが、これらの外形は、これに限定されない。

ここで、図７に示すように、第１部材８の一方（図７中の上側）の面には、凹部８３が形成されている。そして、凹部８３の底面は、後述する駆動部５θの被駆動部材５４が設置される設置面８１を構成している。また、第１部材８の一方（図７中の上側）の面には、凹部８３の周囲に、後述する検出部６θの光学スケール６４が設置される設置面８２が設けられている。また、第１部材８には、凹部８３の底面に開口し、軸線ａＺを中心として第１部材８の厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通している孔８４が形成されている。図８に示すように、凹部８３および孔８４の外形は、それぞれ、Ｚ軸方向から見たとき（以下、「平面視」ともいう）、軸線ａＺを中心とする円形をなしている。これに伴い、設置面８１は、平面視で、軸線ａＺを中心とする円環状をなしている。また、設置面８２も、平面視で、軸線ａＺを中心とする円環状をなしている。

また、図７に示すように、第１部材８の外周面８５には、幅（径）が小さい縮径部８５１と、縮径部８５１に対して＋Ｚ軸方向側において縮径部８５１よりも幅（径）が大きい拡径部８５２と、を有する。このような第１部材８には、前述した保持部２２３３が例えばネジ等を用いて固定されている。ここで、第１部材８は、Ｘステージ２２２０（支持体）に対して回動可能であり、回動部１４を構成している。なお、第１部材８の平面視での外形は、図示では、円形であるが、これに限定されず、例えば、四角形、五角形等の他の多角形、楕円形等であってもよい。また、孔８４は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。

図７に示すように、第２部材９の一方（図７中の上側）の面には、第１部材８側に開放している凹部９１と、第１部材８とは反対側に開放している凹部９２と、凹部９１、９２の両底面に開口して第２部材９を厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通している孔９３と、が形成されている。凹部９１は、平面視で、円形をなしており、この凹部９１内には、前述した第１部材８が挿入されている。

このような第２部材９は、前述した圧電駆動装置１Ｙの第１部材２に対して例えばネジ等を用いて固定されている。ここで、第２部材９および圧電駆動装置１Ｙの第１部材２は、Ｘステージ２２２０（支持体）に対してＸ軸方向（第１方向）と交差しているＹ軸方向（第２方向）に移動可能であり、第２移動部１３を構成している。なお、圧電駆動装置１０においては、第２部材９が圧電駆動装置１Ｙの第１部材２と一体で構成されていてもよい。

軸受４θは、図７に示すように、前述した第１部材８と第２部材９との間に配置されている。この軸受４θは、内輪４４と、外輪４５と、これらの間に設けられている複数のボール４６と、を有する。

内輪４４は、前述した第１部材８の外周面８５（縮径部８５１）に嵌合して固定されている。外輪４５は、前述した第２部材９の凹部９１の内周面に嵌合して固定されている。また、内輪４４、外輪４５およびボール４６は、第１部材８および第２部材９の軸線ａＺまわりの回動方向以外の方向での相対的な移動を規制（制限）するように構成されている。

駆動部５θは、第１部材８に設置されている被駆動部材５４と、被駆動部材５４に駆動力を伝達する複数（図示では３つ）の圧電アクチュエーター５２θと、複数の圧電アクチュエーター５２θを第２部材９に対して支持している複数（３つの）の支持部材５５と、を有する。

被駆動部材５４は、前述した第１部材８の設置面８１上に設置され、例えば接着剤等を用いて第１部材８に固定されている。また、被駆動部材５４は、図８に示すように、平面視で、軸線ａＺを中心とする円環状をなしている。ここで、被駆動部材５４は、前述した被駆動部材５１と同様、板状またはシート状をなし、例えばセラミックス材料等の比較的耐摩耗性の高い材料で構成されている。なお、被駆動部材５４の平面視形状は、図示の形状（環状）に限定されず、例えば、圧電駆動装置１θの可動範囲によっては、周方向での一部が欠損していてもよい。

複数の支持部材５５は、複数の圧電アクチュエーター５２θに対応して設けられ、複数の圧電アクチュエーター５２θが軸線ａＺを中心とする同一円周上に等角度間隔に並ぶように配置されている。そして、各支持部材５５は、支持部５２２および第２部材９のそれぞれに対して、例えばネジ等を用いて固定されている。ここで、支持部材５５は、前述した支持部材５３と同様、例えば、金属材料、セラミックス材料等で構成されている。

以上のような駆動部５θの圧電アクチュエーター５２θは、前述した駆動部５の圧電アクチュエーター５２（５２Ｘ、５２Ｙ）と同様に構成されている。圧電アクチュエーター５２θは、被駆動部材５４に駆動力を与え、第１部材８および第２部材９を軸線ａＺまわりに相対的に回動させる。

検出部６θは、第１部材８に設置されている光学スケール６４と、光学スケール６４の移動を検出するセンサー６２と、センサー６２を第２部材９に対して支持している基板６３と、を有する。

光学スケール６４は、前述した第１部材８の設置面８２上に設置され、例えば接着剤等を用いて第１部材８に固定されている。この光学スケール６４は、前述した光学スケール６１と同様、例えば、スリット板、偏光板等である。ただし、光学スケール６４は、平面視で、軸線ａＺを中心とする円環状をなしている。なお、光学スケール６４の平面視形状は、図示の形状（環状）に限定されず、例えば、圧電駆動装置１θの可動範囲によっては、周方向での一部が欠損していてもよい。

以上のような検出部６θでは、第１部材８に対する第２部材９の軸線ａＺまわりの相対的な回動状態（回動位置、角速度等）に応じて、センサー６２の受光素子の出力信号の波形が変化する。したがって、この受光素子の出力信号に基づいて、第１部材８に対する第２部材９の軸線ａＺまわりの相対的な回動状態を検出することができる。

回路部７θは、前述した第２部材９の凹部９２内に設置されている。この回路部７θは、前述した回路部７と同様、圧電アクチュエーター５２θおよびセンサー６２を作動させるための回路を有する。なお、回路部７θは、圧電駆動装置１θの外部に設けられていてもよい。

以上のように、「検査装置」である電子部品搬送装置２０００は、押圧力である力Ｆを発生させる押圧機構部１１と、押圧機構部１１を支持する「支持体」であるＸステージ２２２０と、電子部品Ｑ（部材）を保持する保持部２２３３と、押圧機構部１１に支持され、Ｘステージ２２２０に対する保持部２２３３の位置および姿勢のうちの少なくとも一方を変更可能な「変更機構部」である圧電駆動装置１０と、を備える。

このような電子部品搬送装置２０００によれば、圧電駆動装置１０（変更機構部）が、押圧機構部１１に支持され、Ｘステージ２２２０（支持体）に対して保持部２２３３の位置および姿勢のうちの少なくとも一方を変更可能であるため、押圧機構部１１が圧電駆動装置１０を介して保持部２２３３を対象物（例えば検査部である検査台２１３０）に対して押圧することができる。また、押圧機構部１１と保持部２２３３との間に圧電駆動装置１０以外の可動機構を設ける必要がない。そのため、装置構成を簡単化することができ、その結果、保持部２２３３の位置精度を高めることができ、また、低コスト化を図ることができる。

ここで、圧電駆動装置１０（変更機構部）は、Ｘステージ２２２０（支持体）に対してＸ軸方向（第１方向）に移動可能な第１移動部１２と、Ｘステージ２２２０に対してＸ軸方向と交差する第２方向（第２方向）に移動可能な第２移動部１３と、Ｘステージ２２２０に対して回動可能な回動部１４と、を有する。これにより、ある面（例えば水平面）に沿ってＸステージ２２２０および押圧機構部１１に対する保持部２２３３の位置および姿勢を変更することができる。

また、圧電駆動装置１０（変更機構部）は、Ｘステージ２２２０（支持体）に対して第１移動部１２を移動させる「第１圧電アクチュエーター」である圧電アクチュエーター５２Ｘと、Ｘステージ２２２０に対して第２移動部１３を移動させる「第２圧電アクチュエーター」である圧電アクチュエーター５２Ｙと、Ｘステージ２２２０に対して回動部１４を回動させる「第３圧電アクチュエーター」である圧電アクチュエーター５２θと、を有する。このような圧電アクチュエーター５２Ｘ、５２Ｙ、５２θは、それぞれ、電磁駆動方式の駆動源に比べて、小型化が容易である。そのため、圧電アクチュエーター５２Ｘ、５２Ｙ、５２θを駆動源として用いることで、装置の小型化を図ることができる。また、圧電アクチュエーター５２Ｘ、５２Ｙ、５２θは、一般に、電磁駆動方式の駆動源に比べて、外力に対する許容範囲が広い。そのため、圧電駆動装置１０を介して押圧機構部１１の押圧力を保持部２２３３に伝えても、圧電駆動装置１０を安定して駆動することができる。

ここで、第１移動部１２、第２移動部１３および回動部１４が押圧機構部１１側から保持部２２３３側に向けて（図２中上側から下側に向けて）この順で並んでいる。これにより、圧電駆動装置１０の構成を簡単化しつつ、圧電駆動装置１０の高精度な作動を実現することができる。

また、圧電駆動装置１０（変更機構部）は、３つの圧電駆動装置１Ｘ、１Ｙ、１θを有している。そして、圧電駆動装置１Ｘ、１Ｙは、それぞれ、第１部材２と、第１部材２に対して相対的に位置が変化可能に設けられている第２部材３と、第２部材３に設けられ、第２部材３に対して第１部材２の位置を変化させる駆動力を第１部材２に伝達する圧電アクチュエーター５２（５２Ｘまたは５２Ｙ）と、を有し、第１部材２および第２部材３が押圧機構部１１の押圧力（力Ｆ）の方向（Ｚ軸方向）に沿って並んでいる。また、圧電駆動装置１θは、第１部材８と、第１部材８に対して相対的に姿勢が変化可能に設けられている第２部材９と、第２部材９に設けられ、第２部材９に対して第１部材８の姿勢を変化させる駆動力を第１部材８に伝達する圧電アクチュエーター５２θと、を有し、第１部材８および第２部材９が押圧機構部１１の押圧力（力Ｆ）の方向（Ｚ軸方向）に沿って並んでいる。このように第１部材２、８および第２部材３、９が配置されていることで、押圧機構部１１からの押圧力（力Ｆ）が作用しても、安定的に作動可能な圧電駆動装置１０を実現することができる。

特に、圧電アクチュエーター５２Ｘ、５２Ｙ、５２θは、押圧機構部１１の圧力の方向（Ｚ軸方向）に沿って第１部材２または８に向けて押圧されている。これにより、圧電アクチュエーター５２Ｘ、５２Ｙ、５２θに押圧機構部１１からの押圧力（力Ｆ）が作用しても、圧電アクチュエーター５２Ｘ、５２Ｙ、５２θを安定的に作動させることができる。これは、圧電アクチュエーター５２Ｘ、５２Ｙ、５２θが前述したように１対の接続部５２３を有しており、この１対の接続部５２３が第１部材２と第２部材３との間の距離または第１部材８と第２部材９との間の距離の変動を吸収し得るからである。また、第１部材２と第２部材３との間の距離または第１部材８と第２部材９との間の距離の変動は、案内機構４または軸受４θのガタつきの範囲内に抑えられるため、極めて小さいと言える。

なお、前述した実施形態では、押圧機構部１１と保持部２２３３との間に３つの圧電駆動装置１Ｘ、１Ｙ、１θが介在している場合を例に説明したが、圧電駆動装置１Ｘ、１Ｙ、１θのうちの１つまたは２つを省略してもよい。また、押圧機構部１１と保持部２２３３との間の任意の箇所には、圧電駆動装置１Ｘ、１Ｙ、１θ以外の他の部材または圧電駆動装置が介在していてもよい。また、押圧機構部１１と保持部２２３３との間に介在している圧電駆動装置１Ｘ、１Ｙ、１θの順序は、前述した実施形態に限定されるものではなく、任意である。

２．ロボット
次に、本発明のロボットの実施形態について説明する。
図９は、本発明のロボットの実施形態を示す斜視図である。

図９に示すロボット１０００は、精密機器やこれを構成する部品（対象物）の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うことができる。ロボット１０００は、６軸ロボットであり、床や天井に固定されるベース１０１０と、ベース１０１０に回動自在に連結されたアーム１０２０と、アーム１０２０に回動自在に連結されたアーム１０３０と、アーム１０３０に回動自在に連結されたアーム１０４０と、アーム１０４０に回動自在に連結されたアーム１０５０と、アーム１０５０に回動自在に連結されたアーム１０６０と、アーム１０６０に回動自在に連結されたアーム１０７０と、これらアーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０の駆動を制御する制御部１０８０と、を有している。また、アーム１０７０には、圧電駆動装置１０を介して保持部であるハンド接続部（図示せず）が設けられており、このハンド接続部にはロボット１０００に実行させる作業に応じたエンドエフェクター１０９０（部材）が装着される。また、圧電駆動装置１０の駆動は、制御部１０８０によって制御される。ここで、ベース１０１０が「支持体」を構成している。また、アーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０は、圧電駆動装置１０を介してエンドエフェクター１０９０を対象物（図示せず）に向けて押圧する「押圧機構部１１００」を構成している。

以上のように、ロボット１０００は、押圧力を発生させる押圧機構部１１００と、押圧機構部１１００を支持している「支持体」であるベース１０１０と、部材を保持する「保持部」であるエンドエフェクター１０９０と、押圧機構部１１００に支持され、ベース１０１０に対してエンドエフェクター１０９０の位置および姿勢のうちの少なくとも一方を変更可能な「変更機構部」である圧電駆動装置１０と、を備える。このようなロボット１０００によれば、低コストで高精度に部品（部材）を搬送することができるロボット１０００を提供することができる。

なお、エンドエフェクター１０９０を「保持部」とし、エンドエフェクター１０９０に保持される部品等を「部材」として捉えてもよい。また、アーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０の関節部の一部または全部に圧電駆動装置１０を組み込むことができ、この場合、当該関節部により回動可能な２つのアームを、圧電駆動装置１０を介して接続すればよく、当該関節部に対してベース１０１０側となるアームが「押圧機構部」を構成し、エンドエフェクター１０９０側となるアームまたはエンドエフェクター１０９０が「保持部」を構成する。また、ロボット１０００は、前述した電子部品搬送装置２０００の押圧機構部１１と同様の押圧機構部を備えていてもよい。

以上、本発明の電子部品搬送装置、検査装置およびロボットを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。

１…圧電駆動装置、１Ｘ…圧電駆動装置、１Ｙ…圧電駆動装置、１θ…圧電駆動装置、２…第１部材、３…第２部材、４…案内機構、４θ…軸受、５…駆動部、５θ…駆動部、６…検出部、６θ…検出部、７…回路部、７θ…回路部、８…第１部材、９…第２部材、１０…圧電駆動装置（変更機構部）、１１…押圧機構部、１２…第１移動部、１３…第２移動部、１４…回動部、２１…設置面、２２…設置面、２３…凹部、３１…凹部、３２…孔、４１…スライダー、４２…レール、４３…ボール、４４…内輪、４５…外輪、４６…ボール、５１…被駆動部材、５２…圧電アクチュエーター、５２Ｘ…圧電アクチュエーター（第１圧電アクチュエーター）、５２Ｙ…圧電アクチュエーター（第２圧電アクチュエーター）、５２θ…圧電アクチュエーター（回動用圧電アクチュエーター）、５３…支持部材、５４…被駆動部材、５５…支持部材、６１…光学スケール、６２…センサー、６３…基板、６４…光学スケール、８１…設置面、８２…設置面、８３…凹部、８４…孔、８５…外周面、９１…凹部、９２…凹部、９３…孔、５２１…振動部、５２２…支持部、５２３…接続部、５２４…突出部、８５１…縮径部、８５２…拡径部、１０００…ロボット、１０１０…ベース（支持体）、１０２０…アーム、１０３０…アーム、１０４０…アーム、１０５０…アーム、１０６０…アーム、１０７０…アーム、１０８０…制御部、１０９０…エンドエフェクター（保持部）、１１００…押圧機構部、２０００…電子部品搬送装置、２１００…基台、２１１０…上流側ステージ、２１２０…下流側ステージ、２１３０…検査台、２２００…支持台、２２１０…Ｙステージ、２２２０…Ｘステージ（支持体）、２２３０…電子部品保持部、２２３３…保持部、５２１１…圧電素子、５２１２…圧電素子、５２１３…圧電素子、５２１４…圧電素子、５２１５…圧電素子、Ｆ…力（押圧力）、Ｑ…電子部品（部材）、Ｘ１…矢印、Ｙ１…矢印、ａＺ…軸線、α…矢印、β…矢印、θ１…矢印

Claims (8)

1. 押圧力を発生させる押圧機構部と、
   前記押圧機構部を支持する支持体と、
   部材を保持する保持部と、
   前記押圧機構部に支持され、前記支持体に対する前記保持部の位置および姿勢のうちの少なくとも一方を変更可能な変更機構部と、を備えることを特徴とする電子部品搬送装置。
2. 前記変更機構部は、
   前記支持体に対して第１方向に移動可能な第１移動部と、
   前記支持体に対して前記第１方向と交差する第２方向に移動可能な第２移動部と、
   前記支持体に対して回動可能な回動部と、を有する請求項１に記載の電子部品搬送装置。
3. 前記変更機構部は、
   前記支持体に対して前記第１移動部を移動させる第１圧電アクチュエーターと、
   前記支持体に対して前記第２移動部を移動させる第２圧電アクチュエーターと、
   前記支持体に対して前記回動部を回動させる第３圧電アクチュエーターと、を有する請求項２に記載の電子部品搬送装置。
4. 前記第１移動部、前記第２移動部および前記回動部が前記押圧機構部側から前記保持部側に向けて順で並んでいる請求項２または３に記載の電子部品搬送装置。
5. 前記変更機構部は、
   第１部材と、
   前記第１部材に対して相対的に位置または姿勢が変化可能に設けられている第２部材と、
   前記第２部材に設けられ、前記第２部材に対して前記第１部材の位置または姿勢を変化させる駆動力を前記第１部材に伝達する圧電アクチュエーターと、を有し、
   前記第１部材および前記第２部材が前記押圧力の方向に沿って並んでいる請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電子部品搬送装置。
6. 前記圧電アクチュエーターは、前記押圧力の方向に沿って前記第１部材に向けて押圧されている請求項５に記載の電子部品搬送装置。
7. 押圧力を発生させる押圧機構部と、
   前記押圧機構部を支持している支持体と、
   部材を保持する保持部と、
   前記押圧機構部に支持され、前記支持体および前記押圧機構部に対して前記保持部の位置および姿勢のうちの少なくとも一方を変更可能な変更機構部と、を備えることを特徴とする検査装置。
8. 押圧力を発生させる押圧機構部と、
   前記押圧機構部を支持している支持体と、
   部材を保持する保持部と、
   前記押圧機構部に支持され、前記支持体および前記押圧機構部に対して前記保持部の位置および姿勢のうちの少なくとも一方を変更可能な変更機構部と、を備えることを特徴とするロボット。

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