JPH072293B2 - 微小物体のクランプ機構 - Google Patents

微小物体のクランプ機構

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JPH072293B2
JPH072293B2 JP61272784A JP27278486A JPH072293B2 JP H072293 B2 JPH072293 B2 JP H072293B2 JP 61272784 A JP61272784 A JP 61272784A JP 27278486 A JP27278486 A JP 27278486A JP H072293 B2 JPH072293 B2 JP H072293B2
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孜 千葉
三男 田中
稔 野村
薫 吉野
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Anritsu Corp
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、数10μm〜数100μm程度の微小物体、例え
ば、発光ダイオード(LED)や半導体レーザ(LD)の光
半導体素子を、光ファイバー等の光導波路と光軸を合せ
て組み付ける場合のハンドリング装置に用いるクランプ
機構に関するものである。
(従来の技術) 従来、例えば、第5図に示すように、LDチップにヒート
シンクを予じめハンダ付けしてあるLD組立としての微小
物体1をハンドリングして、光ファイバー2と光軸を合
せてハンダ3付する際のハンドリングには、主に真空チ
ャンク4が用いられている。
(発明が解決しようとする問題点) ところが、上記真空チャック4によるハンドリング構造
では、微小物体1が、数10μm〜数100μmと微小なた
め、真空チャック4先端のキャピラリ(毛細管)の吸引
口径dを大きく出来ない。
そのため、物体の保持力が弱く、物体1を保持して位置
決めした後、ハンダ3付けや接着を行なう際、そのハン
ダや接着剤の表面張力や粘着力及びそれらが固体化する
時に発生する収縮力のため、物体1が、真空チャッチク
4からズレる又は脱落する等の問題点がある。また、保
持力を強くする目的で微小物体をクランプツメで挟みつ
ける方法があるが(図示せず)微小物体1のクランプを
開放する際固定された物体1に微小な力が加わっても光
軸がズレてしまう虞れがある。
本発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、微小
物体の保持力が強力で、しかも微小物体の開放が静的な
状態で行なわれて同物体に力が加わらない微小物体のク
ランプ機構を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明の微小物体のクランプ
機構は、微小物体を、そのクランプ基準位置においてク
ランプするために対向配置される第1と第2のクランプ
部材と、 前記第1と第2のクランプ部材を、前記クランプ基準位
置に押圧移動する押圧スプリングと、 前記第1と第2のクランプ部材を、互いに対向方向に平
行移動可能に保持する第1と第2の平行バネ部材と、 前記第1と第2のクランプ部材の間に設けられ、大径お
よび小径な辺を有する略楕円形状をなして中央の軸を中
心とする回動により径が連続可変し、第1と第2のクラ
ンプ部材間に大径な辺が位置するときには前記第1と第
2のクランプ部材を互いに離れる方向に移動させ、小径
な辺が位置するときには前記第1と第2のクランプ部材
を前記微小物体の保持方向に移動させる駆動カムと、 前記第1と第2のクランプ部材の、いずれか一方を、前
記クランプ基準位置に停止させるストッパ部材とを備え
たことを特徴としている。
(作 用) 微小物体1をクランプするときには、カム22の大径辺に
より開放された位置にある第1と第2のクランプ部材1
2,13中間のクランプ基準位置に微小物体1を置いて、カ
ム22を回転させる。
カム22は楕円形状であり大径辺から小径辺に連続的に径
が可変し、押圧スプリング16と第1と第2の平行バネ部
材17,18により、第1と第2のクランプ部材12,13は対向
内方に平行状態で連続的に移動する。
そして、第1のクランプ部材12がストッパ部材27に緩や
かに当接してクランプ基準位置に停止し、第2のクラン
プ部材13が、微小物体1を、上記のバネ作用によって第
1のクランプ部材12に押し付けるようにしてクランプさ
せるため、微小物体1を正確な位置にずれなく位置決め
固定することができる。
同様に、第1と第2のクランプ部材12,13が開放される
ときもカム22によりこの開放が緩やかで平行バネ部材1
7,18により平行状態のまま離れるため、微小物体1に対
し力を加えることなく、微小物体1を基準位置上に位置
させておくことができる。
(実施例) 第1の実施例 第1図及び第2図は、本発明に係るクランプ機構の第1
の実施例を示すもので、これは本発明の原理的な構成を
示すものである。
このクランプ機構は、積載治具11上のクランプ基準位置
にある微小物体1をクランプするために、同微小物体1
の左右に対向配置された第1と第2のクランプ部材12,1
3とを有している。
この第1と第2のクランプ部材12,13は、夫々第1と第
2のアーム14,15の一部に設けられていて、同第1と第
2のアーム14,15には、押圧スプリング16が張設されて
おり、この押圧スプリング16により、上記第1と第2の
クランプ部材12,13は対向内方向に移動付勢されて、上
記微小物体1のクランプ基準位置に押圧移動されるよう
になっている。
また、上記第1と第2のアーム14,15は、夫々第1と第
2の平行バネ部材17,18により基板19に、互いに対向方
向に平行移動可能に取り付けられ、これにより上記第1
と第2のクランプ部材12,13も互いに対向方向に平行移
動するようになっている。
上記第1と第2のアーム14,15の対向部の一部には第1
と第2の従動部20,21が形成され、この第1と第2の従
動部20,21は、その中間に設けられた略楕円形状の駆動
カム22の外周に当接されて、カム22の回動による連続的
な径の変化に対応して、上記第1及び第2のクランプ部
材12,13と共に内外方向に緩やかに移動自在となってい
る。
上記楕円形状のカム22は、最大径部分と最小径部分が所
定の高低差を有していて、モータ23により回動駆動され
ると共に、これと連動される検出板24の回動位置を検出
する回転角度検出器25からの角度信号を受けてモータ22
を制御する制御器26により、上記カム22は、その回動の
タイミングと回動位置が設定される。
27はストッパー部材であり、第1のアーム14の内壁部に
対設されて、同第1のアーム14及びこれと一体の第1の
クランプ部材12が上記クランプ基準位置となったとき
に、第1のアーム14と当接して、第1のアーム14及び第
1のクランプ部材12の内方向への移動を停止させる。
28は、第1のアーム14を、上記ストッパー27の方向に移
動付勢される位置決めばねであるが、これはなくてもさ
しつかえない。
次に、上記クランプ機構の動作を説明する。第1図A
は、非クランプ位置を示し、これは、被クランプ物体と
しての微小物体1が、積載治具11上のクランプ基準位置
にあり、且つカム22の最大径部分の対向カム面に、第1
と第2の従動部20,21が当接された状態である。この第
1図Aの位置では、第1及び第2のクランプ部材12,13
は、最も離れており、その中間の微小物体1と第1のク
ランプ部材12との間隔l1は、ストッパ部材27と第1のア
ーム14との間隔l1に等しい。また微小物体1と第2のク
ランプ部材13との間隔はl1+Δlとなっている。
第1図Bは、クランプ位置を示し、これは、上記第1図
Aの非クランプ位置から、カム22が90度回転して、カム
22の最小径部分の対向カム面に、第1と第2を従動部2
0,21が対面された状態である。この第1図Bの位置で
は、カム22の上記最大径カム面と最小径カム面の高低差
l2が、l2≧l1+Δl>l1、となっていることから、第1
のクランプ部材12が、これと一体の第1のアーム14を介
してストッーパ部材27に当接された状態で、第1及び第
2のクランプ部材12,13は、微小物体1の対向面に当接
されてこれをクランプする。
上記の構成によれば、微小物体1のクランプ力が、押圧
スプリング16及び第1と第2の平行バネ部材17,18によ
るバネ圧により設定されているためその保持力を大きく
することが出来る。また、ストッパ部材27により第1の
クランプ部材12が位置決めされた状態で、クランプされ
るためクランプ位置が一定となる。さらに、微小物体1
の開放時には、第2のクランプ部材13が物体から離れた
後に、定位置にある第1のクランプ部材12が離れている
ことになり物体1の力が加わらないから、物体が基準位
置からずれることがない。
第2の実施例 第3図及び第4図は、本発明に係るクランプ機構の第2
の実施例を示すもので、これは、上記第1の実施例の構
成を実用的にさらに具体化したものである。
然して、この第2の実施例において、第1の実施例と共
通するか所には共通の符号を付し、第1の実施例と相違
する点を主として説明する。
このクランプ機構では、第1及び第2のアーム14,15
が、夫々クランプ部材側アーム14a,15aと従動部側アー
ム14a,15bに分割され、クランプ部材側アーム14a,15a間
に張設された押圧スプリング16に引かれて、クランプ部
材側アーム14a,15aの各基端の当接部14c,15cが、従動部
側アーム14b,15bの対向基端に常時当接されている。ま
た、上記第1のアーム14側の当接部14cは、ボルトによ
り形成されて、その当接先端位置が螺回調整自在となっ
ている。
その他の構成部分については、上記第1の実施例と基本
的に同じであるので、詳細な説明は省略する。
次に、上記の構成における、カム22と第1,第2のクラン
プ部材12,13との、作動タイミングの詳細を、第3図
の、I〜VIによって説明するが、これは、基本的には上
記第1の実施例と同じである。
さてIの初期状態では、第1と第2の従動部20,21が、
カム22の最小径部分のカム面に対面して、第1と第2の
クランプ部材12,13の間隔は最小となっている。このI
状態では、第1のクランプ部材12は、その第1のアーム
14がストッパー部材27に当接されて、これに対応する第
1の従動部20とカム22との間に隙間を置いて位置決めさ
れ、第3図では第2のクランプ部材13に対応する第2の
従動部21はカム22面に当接されて位置決めされている。
然しながら、実際には、第4図に示されるように、第2
の従動部21とカム22との間には、モータのイナーシャを
考慮に入れたガタを設けることが望ましく、このガタは
押圧スプリング16のバネ力に対抗する同等の力を第2の
平行バネ18のバネ力にもたせ第2の従動部21に作用する
荷重を0にすることによって保持されている。
次に、IIの状態では、カム22がやや回動し、第2のクラ
ンプ部材13が右に開く。
IIIの状態では、カム22の最大径部分のカム面によって
押されて、第1及び第2のクランプ部材12,13は左右に
開き、その間隔が最大となる。
この時クランプ基準位置に微小物体1を置く。IVの状態
では、第1のクランプ部材には、ストッパ部材27によっ
て規制された基準位置に移動して停止し、第2のクラン
プ部材13がさらに左へ移動する。尚IVの状態では、物体
1と第1のクランプ部材12との間には実際には微小な隙
間がある。
Vの状態では、第2のクランプ部材13が、物体1を第1
のクランプ部材12の方向に押し出すようにして、荷重0
の状態で物体1を挟む。
VIの状態で、カム22は、Iの初期状態から180度回転し
て、元の位置と実質的に同等の位置となり、物体1は、
バネ力により確実にクランプされる。このVIの状態が数
分程度持続されて、この間物体1のハンダ付等の作業が
行なわれる。
次に、物体1をクランプした上記VIの状態から、第1及
び第2のクランプ部材12,13が順次開いて、物体1が開
放されるが、この時先に第2のクランプ部材13が開いて
から、静かに第1のクランプ部材12が開くことになる。
(効 果) 本発明は、駆動カムの回動により2つのクランプ部材は
平行バネで互いに平行移動してストッパ部材の基準クラ
ンプ位置で位置決めされる構成であり、楕円形状の駆動
カムの形状に対応してクランプ部材をストッパ部材に接
するまでの間は互いが平行でかつ緩やかに開閉させるこ
とができるため、クランプ時およびクランプ後の開放時
のいずれにおいても微小物体に対し力を加えることがな
く、この微小物体を移動させることがない。
従って、本発明によれば、微小物体を正確な位置に位置
決め固着させるためのクランプ機構として、実用上優れ
た効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図A,Bは、本発明の第1の実施例に係るクランプ機
構の作動状態を示す正面図、第2図は、第1図の側面
図、第3図は、同第2の実施例に係るクランプ機構の作
動状態を示す正面図、第4図は同カムと従動部の詳細を
示す図、第5図は、従来のクランプ方法を説明する図で
ある。 1……微小物体、12,13……第1と第2のクランプ部
材、16……押圧スプリング、17,18……第1と第2の平
行バネネ部材、22……カム、27……ストッパ部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 稔 東京都港区南麻布5丁目10番27号 アンリ ツ株式会社内 (72)発明者 吉野 薫 東京都武蔵野市緑町3丁目9番11号 日本 電信電話株式会社電子機構技術研究所内 (56)参考文献 実開 昭59−171089(JP,U) 実公 昭47−20751(JP,Y1)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】微小物体を、そのクランプ基準位置におい
    てクランプするために対向配置される第1と第2のクラ
    ンプ部材と、 前記第1と第2のクランプ部材を、前記クランプ基準位
    置に押圧移動する押圧スプリングと、 前記第1と第2のクランプ部材を、互いに対向方向に平
    行移動可能に保持する第1と第2の平行バネ部材と、 前記第1と第2のクランプ部材の間に設けられ、大径お
    よび小径な辺を有する略楕円形状をなして中央の軸を中
    心とする回動により径が連続可変し、第1と第2のクラ
    ンプ部材間に大径な辺が位置するときには前記第1と第
    2のクランプ部材を互いに離れる方向に移動させ、小径
    な辺が位置するときには前記第1と第2のクランプ部材
    を前記微小物体の保持方向に移動させる駆動カムと、 前記第1と第2のクランプ部材の、いずれか一方を、前
    記クランプ基準位置に停止させるストッパ部材と、 を備えたことを特徴とする微小物体のクランプ機構。
JP61272784A 1986-11-18 1986-11-18 微小物体のクランプ機構 Expired - Lifetime JPH072293B2 (ja)

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JPS63127836A JPS63127836A (ja) 1988-05-31
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2015111526A1 (ja) * 2014-01-27 2017-03-23 株式会社日立ハイテクノロジーズ 自動分析装置

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