JP6348299B2 - 流路付きワーククランプトレイ - Google Patents

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Description

本発明はワークの固定と解放が可能な流路付きワーククランプトレイに関するものである。
例えば、複数個のワーク(チップ等を含む)に同時に印刷を行う場合やワークを実装機に供給する場合、半導体ワークにボンディングを行う場合などには、高い精度でワークを位置決め固定することが要求される。
このような要求に対応するため、これまで種々のワーククランプトレイが提案されている。例えば特許文献1には、底板8、9(ベースプレート)、枠板10、および上板11(カバープレート)といった板状の部材が積層配置されており、可動板3が枠板10の内側において移動可能に配置された治具(ワーククランプトレイ)が開示されている。
特開2000-357729号公報
ワーククランプトレイを用いたワークの処理工程の一つとして、例えば、ワーククランプトレイに固定されたワークを洗浄液に浸して当該ワークを洗浄する工程(洗浄工程)が挙げられる。このような洗浄工程では、ワーククランプトレイごと洗浄液に浸されるため、その内部に洗浄液が入り込むことになる。
洗浄工程の後には、ワーククランプトレイのメンテナンス等の観点から、内部に入り込んだ洗浄液を排出させておくことが要求される。このような事情から、ワーククランプトレイは、内部に入り込んだ洗浄液の排出が容易であるのが望ましい。
上述した問題点に鑑み、本発明の目的は、内部に入り込んだ洗浄液などの液体を容易に排出できるワーククランプトレイを提供することにある。
本発明に係るワーククランプトレイは、ワークを収容する複数個の収容穴が設けられた板状の外形を有し、収容されたワークを押さえて固定する固定機構が内部に設けられた流路付きワーククランプトレイであって、内部から液体を排出させる溝として、内部と側方外部に繋がる排出溝が形成された構成とする。
また、上記構成としてより具体的には、ベースプレートとカバープレートとの間に枠プレートが積層配置され、前記枠プレートの内側に、前記固定機構の少なくとも一部である可動プレートが移動可能に配置され、ベースプレート及びカバープレートの少なくとも一方と、前記可動プレートとに前記収容穴が形成され、前記可動プレートは、その移動方向へワークを押さえて固定する位置と、当該固定されたワークを解放する位置とに移動が可能であり、前記排出溝は、ベースプレートの表面に形成されている構成としてもよい。
なお、上記各種のプレートは略板状の部材(プレート部材)であるが、その具体的な外形などは問わない。また、上記各種のプレートは、複数の部材を寄り集めて形成したものであっても構わない。そしてまた、上記構成としてより具体的には、前記枠プレートの内側に、前記可動プレートをその移動方向の一方側に付勢するばね部材が設けられ、前記排出溝が、前記ばね部材と積層方向隣接する位置に形成されている構成としてもよい。
また、上記構成において、それぞれ異なる方向へ伸びる複数個の前記排出溝が設けられた構成としてもよい。更に、当該構成としてより具体的には、前記異なる方向は、互いに直交する方向である構成としてもよい。
また、上記構成としてより具体的には、平面形状が四角形であり、前記排出溝は、前記四角形の四辺全てに対応して設けられている構成としてもよい。
本発明の流路付きワーククランプトレイでは、内部に入り込んだ洗浄液などの液体が容易に排出される。
本発明の第1実施形態に係るワーククランプトレイの斜視図である。 第1実施形態に係るワーククランプトレイの垂直断面図である。 第1実施形態に係るベース板の平面図である。 第1実施形態に係る第1中間製造物およびばね板の平面図である。 第1実施形態に係る第2中間製造物、スペーサー板、およびカバー板の平面図である。 第1実施形態に係る洗浄液の排出に関する説明図である。 本発明の第2実施形態に係るワーククランプトレイの斜視図である。 第2実施形態に係るワーククランプトレイの垂直断面図である。 第2実施形態に係るベースプレートの平面図である。 第1実施形態に係る第1中間製造物、枠プレート、および可動プレートの平面図である。 第2実施形態に係る第2中間製造物およびカバープレートの平面図である。 第2実施形態におけるワークの位置決め固定の様子を示す説明図である。 第2実施形態に係るベースプレートの変形例の平面図である。 第2実施形態に係るベースプレートの変形例の平面図である。
以下、本発明に係る流路付きワーククランプトレイの実施形態として第1および第2実施形態を例に挙げ、これらについて各図を参照しながら詳述する。但し、本発明の内容は、これらの実施形態に何ら限定されるものではない。
なお、以下の説明においてx、y、およびzの直交座標軸は、図1(第1実施形態の場合)および図7(第2実施形態の場合)に示す通りである。また、特に断りの無い限り、「平面方向」はxy平面の方向(各プレート部材の平面が広がる方向)であり、「積層方向」はz方向(各プレート部材が積層される方向)であるとする。
[第1実施形態]
まず、第1実施形態について説明する。図1に、第1実施形態に係る流路付きワーククランプトレイ1(以下、「クランプトレイ1」と記すことがある)の斜視図を示す。また、図2に、図1のA−A線における垂直断面図(但し、ワークを固定した状態)を示す。
図1に示すようにクランプトレイ1には、平面形状が長方形である板状の外形を有し、ワークを収容可能とする収容穴1aが、8個(x方向)×5個(y方向)のマトリクス状に形成されている。各収容穴1aからは、あて板12、第1板ばね13d、および第2板ばね13eが見えている。更にクランプトレイ1の側面には、排出溝11a(図3を参照)の先端が見えている。また、図2に示すように、クランプトレイ1は、ベース板11(ベースプレート)とカバー板15(カバープレート)の間に、あて板12及びばね板13が積層配置された構成となっている。
収容穴1aは、カバー板15の層を通って、あて板12及びばね板13の層にまで及んでいる。また、クランプトレイ1における対向した二つの角の近傍には、積層方向へ貫通した駆動穴1b(用途については後述する)が形成されている。また、図2には示されていないが、ばね板13の枠部13a(図4を参照)とカバー板15の間には、スペーサー板14(図5を参照)が配置されている。上述した各プレート部材(11〜15)は、例えばステンレス鋼により形成されている。
上述した各プレート部材(11〜15)の構成、およびこれらを用いてクランプトレイ1が形成される工程の一例について、図3〜図5の各平面図を参照しながら以下に説明する。
図3は、ベース板11の平面図である。本図に示すようにベース板11は、長方形の外形を有し、複数個の排出溝11aが表面に形成されている。排出溝11aは、クランプトレイ1の内部から液体(特にワークの洗浄液)を排出させる溝として、クランプトレイ1の内部と側方外部に繋がるように形成された溝である。ベース板11に排出溝11aを形成する手法としては、フォトエッチング加工などが好適である。また、排出溝11aの深さは、例えばベース板11の厚みが1mmである場合に、0.7mm程度とすれば良い。
また、図3に示すように、排出溝11aは、クランプトレイ1の平面形状である長方形の四辺全てに対応して形成されており、当該長方形の長辺(或いは短辺)に対して約45度ずれた方向に伸びている。排出溝11aの役割については、後述の説明により明らかとなる。
図4は、ベース板11にあて板12を取り付けて形成した第1中間製造物X1、および、ばね板13の平面図である。本図に示すようにばね板13は、枠状に形成された枠部13a(枠プレート)、枠部13a内に移動可能に配置された可動部13b(可動プレート)、および、ばね部材13cを有している。枠部13aは、ベース板11と同じ長方形の外形を有するとともに、内側に中央空間を有している。
可動部13bは、枠部13aの中央空間に所定方向(図4に白抜矢印で示す方向)へ移動可能に配置されている。また、ばね部材13cは、可動部13bをその移動可能の一方側に常に付勢する。ばね部材13cは、枠部13aにおける四辺全ての内壁面において、枠部13aおよび可動部13bと一体に形成されている。
また、可動部13bの各収容穴1aに対応する位置には、ワークをx軸方向に付勢する略U字状の第1板ばね13d、および、ワークをy軸方向に付勢する略U字状の第2板ばね13eが、可動部13bと一体に形成されている。ばね板13を第1中間製造物X1の上に積層配置することにより、図5に示す第2中間製造物X2が形成される。
図5は、第2中間製造物X2、スペーサー板14、およびカバー板15の平面図である。なお、図5(図6も同様)では、排出溝11aの形成位置を分かり易くするため、ばね板13の一部を透過して、排出溝11aが表示されるようにしている。
本図に示すようにスペーサー板14は、ベース板11と同じ長方形の外形を有しており、内部が空洞の形状となっている。スペーサー板14の厚みは、あて板12の厚みとばね板13の厚みの差に等しくなるよう設定されている。スペーサー板14は、可動部13bを円滑に移動させるためのクリアランス(図2を参照)を確保しつつ、カバー板15の適切な積層配置を可能とする役割を果たす。
また、カバー板15は、ベース11と同じ長方形の外形を有しており、収容穴1aが形成されている。スペーサー板14とカバー板15は、第2中間製造物X2の上に順に積層配置される。そして更に所定の接合工程などを経て、クランプトレイ1が完成することになる。
上述した構成のクランプトレイ1において、可動部13bは通常、ばね部材13cの付勢力によって、枠部13aと当接するまで図4での左下方向に移動している。このとき、図1に示すように、収容穴1aから第1板ばね13d及び第2板ばね13eが露出している。また、このとき、駆動穴1bへ所定のピンを挿入することによって、可動部13bをばね部材13cの付勢力に抗して図4での右上方向へ移動させることが可能である。
クランプトレイ1にワークを位置決め固定する場合には、まず、駆動穴1bにピンを挿入し、可動部13bを図4での右上方向へ移動させる。これにより、第1板ばね13d及び第2板ばね13eは収容穴1aから見えない位置に移動し、ワークを収容穴1aに収容可能な状態となる。この状態で、収容穴1aにワークを収容する。収容穴1aはワークの外形よりも大きく形成されているため、この段階では、収容されたワークは位置決め固定されていない。
次に、駆動穴1bからピンを引き抜くと、ばね部材13cの付勢力によって可動部13bが図4での左下方向へ移動する。これにより、第1板ばね13dと第2板ばね13eがワークに当接して、ワークを左下方向へ移動させることになる。
その結果、第1板ばね13dと第2板ばね13e及びあて板12によって、ワークは位置決めされるとともに挟持され固定される。このとき可動部13bは、収容されたワークを押さえて固定する固定位置にある。また、第1板ばね13dと第2板ばね13eはワークを付勢している。
位置決め固定されたワークを収容穴1aから取り出す場合には、駆動穴1bにピンを再度挿入し、可動部13bを移動させれば良い。これによってワークの挟持が解除され、ワークを取り出すことが可能となる。このとき可動部13bは、固定されたワークを解放する解放位置にある。
以上に説明した通り、クランプトレイ1の内部には、収容されたワークを押さえて固定する固定機構(あて板12、可動部13b、及びばね部材13cを含む)が設けられている。これによりクランプトレイ1は、収容されたワークを適切に固定することが可能である。
また、クランプトレイ1を用いたワークの処理工程の一つとして、例えば、クランプトレイ1に固定されたワークを洗浄液に浸して当該ワークを洗浄する工程(洗浄工程)がある。このような洗浄工程では、クランプトレイ1ごと洗浄液に浸されるため、その内部に洗浄液が入り込むことになる。洗浄工程の後には、クランプトレイ1のメンテナンス等の観点から、内部に入り込んだ洗浄液を排出させておくことが要求される。
この点、本実施形態のクランプトレイ1は、内部に入り込んだ洗浄液を容易に排出できる。より具体的に説明すると、クランプトレイ1には、クランプトレイ1の内部と側方外部に繋がるように形成された排出溝11aが形成されている。そのため、例えば図6(内部形態を分かり易くするため、カバー板15を非表示としている)に示すように、クランプトレイ1の一側面が鉛直下向となるようにクランプトレイ1を保持しておくと、クランプトレイ1の内部に入り込んでいる洗浄液は、重力の作用によって排出溝11aを通って下に落ち、クランプトレイ1から排出される。
なお、排出溝11aは、クランプトレイ1の外形(長方形)の四辺全てに対応して形成されている。そして排出溝11aの伸びる方向は、各辺に対して平行ではない方向(具体的には45度ずれた方向)である。そのためクランプトレイ1は、何れの辺の側面を鉛直下向とするかに関わらず、排出溝11aを利用して洗浄液を排出させることが可能である。
また、図6に示すように、排出溝11aは、ばね部材13c(特にU字状の部分)と積層方向隣接する位置に形成されている。そのため、ばね部材13cの位置に入り込んだ洗浄液についても、排出溝11aによって円滑に排出させることが可能となる。
[第2実施形態]
次に第2実施形態について説明する。なお、以下の説明では、第1実施形態と異なる部分の説明に重点をおき、共通する部分については説明を省略することがある。
図7に、第2実施形態に係る流路付きワーククランプトレイ2(以下、「クランプトレイ2」と記すことがある)の斜視図を示す。図7に示すようにクランプトレイ2は、ベースプレート21、枠プレート23、およびカバープレート22の各プレート部材が、この順に積層配置された構成となっている。更にクランプトレイ2の側面には、排出溝21a(図9を参照)の先端が見えている。
また、クランプトレイ2の内部には、可動プレート24(図10を参照)が配置されているとともに、4個の柱部25が平面方向に離隔配置されている。なお、ベースプレート21と枠プレート23の間、および枠プレート23とカバープレート22の間の少なくとも一方には、可動プレート24の移動を円滑にするため、所定厚さのスペーサープレートが介装されても良い。
図8に、図7のB−B線における垂直断面図を示す。本図に示すように、可動プレート24の貫通穴14fを挿通するように、ベースプレート21とカバープレート22の間に柱部25が設けられている。柱部25は、カバープレート22(或いはベースプレート21)の撓みを抑える役割を果たす。なお、貫通穴24fの内周と柱部25の外周との隙間は、可動プレート24の移動量よりも広く設定されている。そのため、柱部25が可動プレート24の移動を妨げることはない。
次に各プレート部材(21〜24)の構成、およびこれらを用いてクランプトレイ2が形成される工程の一例について、図9〜図11を参照しながら以下に説明する。図9は、ベースプレート21の平面図である。本図に示すようにベースプレート21は、四角形の1つ角部を切り取った形状(略四角形の形状)となっている。
ベースプレート21の表面には、複数個の排出溝21aが形成されている。排出溝21aは、クランプトレイ2の内部から液体(特にワークの洗浄液)を排出させる溝として、クランプトレイ2の内部と側方外部に繋がるように形成された溝である。ベースプレート21に排出溝21aを形成する手法としては、フォトエッチング加工などが好適である。
また、図9に示すように、排出溝21aは、クランプトレイ1の平面形状である略四角形の四辺全てに対応して形成されている。そして排出溝21aとしては、x軸方向へ伸びる溝とy軸方向へ伸びる溝との両方が形成されている。なお、排出溝21aの役割は、第1実施形態の排出溝11aの場合と基本的に同様である。
図10は、ベースプレート21に柱部25を取り付けて形成された第1中間製造物Y1、および、枠プレート23と可動プレート24の平面図である。枠プレート23は、ベースプレート21と同じ外形で、内側に中央空間を有している。可動プレート24は、枠プレート23の中央空間に所定方向(図10に着色矢印で示す方向)へ移動可能に配置されており、収容穴2aが形成されている。
また、四角形状の可動プレート24は、対向する角部から外方に突出する第1突出部24dと第2突出部24eとを有する。第1突出部24dは枠プレート23の切れ目から外方に突出し、第2突出部24eは枠プレート23の切り欠き部に係入している。また、可動プレート24には、柱部25を通すための貫通穴24fが設けられている。
また、図10に示すように、可動プレート24における四角形状の各収容穴2aには、ワークをx軸方向に付勢する略U字状の第1板ばね24bとy軸方向に付勢する略U字状の第2板ばね24cとが、隣り合う2つの内壁面にそれぞれ可動プレート24と一体に形成されている。
なお、第1板ばね24bと第2板ばね24cとは、可動プレート24と別体に作製し、可動プレート24に取り付けても構わないが、部品数の増加を抑えてクランプトレイ2の組み立て作業を容易化する観点などから、第1板ばね24bと第2板ばね24cは可動プレート24と一体に形成するのが望ましい。第1板ばね24b、第2板ばね24c、および可動プレート24を一体形成する際には、従来公知の形成方法を用いることができ、中でもフォトエッチング加工が好適に使用できる。
また、図10に示すように、枠プレート23の各内壁面には、可動プレート24の移動可能方向へ可動プレート24を付勢するばね部材23aが、枠プレート23および可動プレート24と一体に形成されている。枠プレート23、ばね部材23a、および可動プレート24を一体形成する際には、前述のフォトエッチング加工が好適に使用できる。枠プレート23と可動プレート24を第1中間製造物Y1の上に積層配置することにより、図11に示す第2中間製造物Y2が形成される。
図11は、第2中間製造物Y2およびカバープレート22の平面図である。なお、図11では、排出溝21aの形成位置を分かり易くするため、枠プレート23および可動プレート24の一部を透過して、排出溝21aが表示されるようにしている。
カバープレート22はベースプレート21と同じ外形を有しており、収容穴2aが形成されている。カバープレート22は、第2中間製造物Y2の上に積層配置される。そして更に所定の接合工程などを経て、クランプトレイ2が完成することになる。
ベースプレート21と枠プレート23の接合、および枠プレート23とカバープレート22の接合には、例えばスポット溶接やネジによる締結など、従来公知の接合方法を用いることができる。また、ベースプレート21、カバープレート22、および枠プレート23を磁性体材料で構成した場合には、磁石によってそれらを接合するようにしてもよい。このようにすれば、クランプトレイ2の組立・分解作業が容易となり、枠プレート23や可動プレート24が使用により劣化した場合には新しいものと交換できるようになる。
上述した構成のクランプトレイ2において、可動プレート24は通常、ばね部材23aの付勢力によって、枠プレート23と当接するまで図10での右上方向に移動している。これにより、第1突出部24dの位置は、枠プレート23から外方に突出した位置となっている。このとき、図12(a)に示すように、カバープレート22の収容穴2aから第1板ばね24b及び第2板ばね24cが露出している。
クランプトレイ2にワークを位置決め固定する場合には、まず、第1突出部24dに力を加え、これをばね部材23aの付勢力に抗して図10での左下方向に押し入れる。これにより、可動プレート24はその方向に移動し、図12(b)に示すように、第1板ばね24b及び第2板ばね24cは収容穴2aから見えない位置に移動し、ワークを収容穴2aに収容可能な状態となる。次いで、図12(c)に示すように、収容穴2aにワークを収容する。収容穴2aは、ワークの大きさのバラツキを考慮し標準的なワークの外形よりも大きく形成されている。そのためこの段階では、収容されたワークは位置決め固定されていない。
次に、第1突出部24dに加えていた力を外すと、ばね部材23aの付勢力によって可動プレート24は第1突出部24dが外方に突出する位置に移動する。このとき、図12(d)に示すように、第1板ばね24bと第2板ばね24cがワークに当接してワークを右上方向へ移動させることになる。そして、第1板ばね24bと第2板ばね24c及びカバープレート22の収容穴2aの内周面によって、ワークは位置決めされるとともに挟持され固定される。このとき可動プレート24は、収容されたワークを押し付けて固定する固定位置にある。
位置決め固定されたワークを収容穴2aから取り出す場合は、第1突出部24dを図10での左下方向に押せば良い。これにより、可動プレート24が同じ方向へ移動してワークの挟持が解除され、ワークを取り出すことが可能となる。このとき可動プレート24は、固定されたワークを解放する解放位置にある。
以上に説明した通り、クランプトレイ2の内部には、収容されたワークを押さえて固定する固定機構(ばね部材23aおよび可動プレート24を含む)が設けられている。これによりクランプトレイ2は、収容されたワークを適切に固定することが可能である。
また、クランプトレイ2を用いたワークの処理工程の一つとして、例えば、第1実施形態の場合と同様に、ワークを洗浄する洗浄工程がある。そこで第2実施形態のクランプトレイ2についても、クランプトレイ2の内部と側方外部に繋がるように形成された排出溝21aが形成されている。そのためクランプトレイ2は、第1実施形態のクランプトレイ1の場合と同様の原理により、内部に入り込んだ洗浄液を容易に排出できる。
また、図11に示すように、排出溝21aは、ばね部材23aと積層方向隣接する位置に形成されている。そのためクランプトレイ2は、ばね部材23aに入り込んだ洗浄液も、排出溝21aによって円滑に排出される。また、排出溝21aは、クランプトレイ2の外形(略四角形)の四辺全てに対応して形成されている。
そして更にクランプトレイ2では、それぞれ異なる方向へ伸びる複数個の排出溝21a(x軸方向へ伸びる溝とy軸方向へ伸びる溝)が設けられている。これにより、クランプトレイ2における側面のどの部分を鉛直下向としても、少なくとも一方の排出溝21aの伸びる方向は水平方向とならない。そのため、水平方向とならない排出溝21aを利用して、重力により洗浄液を排出させることが可能である。
なお、排出溝21aの具体的形態については上記の形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改変を加えることが可能である。一例としては図13に示すように、排出溝21aと同等の厚みとなるようにベースプレート21の中央部分を加工しておき、この中央部分へ繋がるように排出溝21aが形成されても良い。なお、当該加工についても、フォトエッチング加工などが好適である。また、他の例としては図14に示すように、排出溝21aとして、x軸方向に対して45度ずれた方向に伸びる溝と、これに直交する方向に伸びる溝との両方が形成されても良い。
また、異なる方向へ伸びる排出溝21aそれぞれの方向は、互いに直交しない方向に設定されても良い。上記の他、排出溝21aの具体的形態は、クランプトレイ2の仕様や用途などに応じて適切に設定され得る。
以上に説明したように各実施形態のワーククランプトレイは、ワークを収容する複数個の収容穴が設けられた板状の外形を有し、収容されたワークを押さえて固定する固定機構が内部に設けられている。そして内部から液体を排出させる溝として、内部と側方外部に繋がる排出溝が形成されている。そのため、内部に入り込んだ洗浄液などの液体を排出させることが容易となっている。
本発明は、各種のワークをクランプするワーククランプトレイに利用可能である。
1 ワーククランプトレイ(第1実施形態)
1a 収容穴
1b 駆動穴
11 ベース板
11a 排出溝
12 あて板
13 ばね板
13a 固定部
13b 可動部
13c ばね部材
13d 第1板ばね
13e 第2板ばね
14 スペーサー板
15 カバー板
2 ワーククランプトレイ(第2実施形態)
2a 収容穴
21 ベースプレート
21a 排出溝
22 カバープレート
23 枠プレート
23a ばね部材
24 可動プレート
24b 第1板ばね
24c 第2板ばね

Claims (4)

  1. ワークを収容する複数個の収容穴が設けられた板状の外形を有し、収容されたワークを押さえて固定する固定機構が内部に設けられ、内部から液体を排出させる溝として、内部と側方外部に繋がる排出溝が形成されたワーククランプトレイであって、
    ベースプレートとカバープレートとの間に枠プレートが積層配置され、
    前記枠プレートの内側に、前記固定機構の少なくとも一部である可動プレートが移動可能に配置され、
    ベースプレート及びカバープレートの少なくとも一方と前記可動プレートとに、前記収容穴が形成され、
    前記可動プレートは、その移動方向へワークを押さえて固定する位置と、当該固定されたワークを解放する位置とに移動が可能であり、
    前記枠プレートの内側に、前記可動プレートをその移動方向の一方側へ付勢するばね部材が設けられ、
    前記排出溝は、ベースプレートの表面の前記ばね部材と積層方向隣接する位置に形成されている
    ことを特徴とする流路付きワーククランプトレイ。
  2. それぞれ異なる方向へ伸びる複数個の前記排出溝が設けられた請求項記載の流路付きワーククランプトレイ。
  3. 前記異なる方向は、互いに直交する方向である請求項記載の流路付きワーククランプトレイ。
  4. 平面形状が四角形であり、
    前記排出溝は、前記四角形の四辺全てに対応して設けられている請求項1〜のいずれかに記載の流路付きワーククランプトレイ。
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