JPH09123027A - 微小物組付け方法 - Google Patents

微小物組付け方法

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JPH09123027A
JPH09123027A JP7285682A JP28568295A JPH09123027A JP H09123027 A JPH09123027 A JP H09123027A JP 7285682 A JP7285682 A JP 7285682A JP 28568295 A JP28568295 A JP 28568295A JP H09123027 A JPH09123027 A JP H09123027A
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JP
Japan
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assembling
tool
assembly
assembled
vibration
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JP7285682A
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Yuichiro Takahashi
裕一郎 高橋
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 切削(孔開け)工程と挿入組付け加工を同時
に行うことで複雑な位置制御が不要な微小物の組付け方
法を提供する。 【解決手段】 組付け部材である微小物1を組付けツー
ル2に保持し、被組付け部材4に近付け又は接触させな
がら、振動部3により組付けツール2を介して微小物1
に振動を与える。これにより必要な被組付け部材の領域
に微小物1による孔開け加工と微小物1の挿入組付けを
同時に行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、微小物の組付け方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明の請求項1〜2に対応する従来技
術としては、従来の組付け法に用いるものとして、「真
空、第37巻、第5号457〜462頁(1994
年)」に記載されているマイクロ切削工具が知られてお
り、図8ないし図10に示す。これは真空環境下におけ
る「ナノ・マニュファクチャリング・ワールド」に関す
るものである。これは被組付け材に組付け材を組付ける
ための孔を形成する振動切削部と、組付け材の搬送挿入
部からなっており、振動切削部により被組付け材に切削
加工を行った後、搬送挿入部により組付け材を切削加工
箇所に搬送挿入して組付ける方法である。
【0003】図8および図9は上記マイクロ切削工具を
示すもので、図8は被組付け材に孔を加工している状態
を示し、図9は被組付け材に形成した孔にワークを挿入
している状態を示している。このマイクロ切削工具は、
被組付け材28に組付け材であるワーク26を組み付け
るための孔を形成する振動切削部20と、ワーク26の
搬送挿入部25からなっている。振動切削部20は、図
示しないZ方向の移動テーブルに固定された振動部22
と、振動部22に装着一体化されている切削工具21か
らなっている。搬送挿入部25は先端にワーク26を保
持した搬送アーム27からなっている。28はポリイミ
ドの被組付け材、29は被組付け材28を上部に支持固
定したXY方向への移動テーブル、30は観察部であ
る。
【0004】次に、ワークの組付け方法を説明する。本
組付け方法は、振動切削部20により被組付け材28に
切削加工を行った後、搬送挿入部25によりワーク26
を被組付け材28の切削加工箇所に搬送挿入して組付け
る方法である。まず、観察部30で観察しながら、図1
0に示すXYZ方向へXY方向の移動テーブル29並び
に図示せぬZ方向の移動テーブルを移動し、ポリイミド
の被組付け材28の加工領域へ振動切削部20の切削工
具21を位置決めし、振動部22により切削工具21に
Z方向の振動を加えて所定の深さの孔を形成する(図8
参照)。孔を形成した後は、図示せぬZテーブルを移動
して切削工具21を上昇させ、切削工具21の抜けた孔
へ搬送アーム27を移動し、搬送アーム27の先端に保
持したワーク26を孔へ挿入載置し、組付けを行う(図
9参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
にあっては、振動切削部20による切削加工工程と、搬
送挿入部25によりワーク26を切削加工箇所に搬送挿
入する工程とに分かれてるため、切削加工箇所に微小部
品の挿入を行うための複雑な位置制御が必要になる。
【0006】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたもので、請求項1の発明は、切削(孔開け)工
程と挿入組付け加工を同時に行うことで複雑な位置制御
が不要な微小物の組付け方法を提供することを目的とす
る。また、請求項2の発明は、切削(孔開け)工程と挿
入組付け加工を同時に行うことで複雑な位置制御が不要
で、かつ組付けツールと微小物との分離が容易な微小物
の組付け方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来技術
の課題を解決するために、以下のように構成した。請求
項1の発明は、組付け部材を組付けツール部に保持さ
せ、被組付け部材に近付け又は接触させながら、前記組
付けツール部に振動を付加することによって必要な被組
付け部材の領域に前記組付け部材による孔開け加工と該
組付け部材の挿入組付けを同時に行うこととした。
【0008】請求項2の発明は、請求項1の構成にあっ
て、組付け部材を組付けツール部に保持させ、被組付け
部材に前記組付け部材を孔開け挿入した後、挿入状態の
まま組付けツール部を移動させ、前記組付け部材をツー
ル部から分離させることとした。
【0009】請求項1の発明の作用を以下に説明する。
組付け部材を組付けツール部に保持させ、被組付け部材
に近付け又は接触させながら、前記組付けツール部に振
動を付加することによって必要な被組付け部材の領域に
前記組付け部材による孔開け加工と該組付け部材の挿入
組付けを同時に行う。
【0010】請求項2の発明の作用を以下に説明する。
組付け部材を組付けツール部に保持させ、被組付け部材
に前記組付け部材を孔開け挿入後、挿入状態のまま組付
けツール部を移動させ、前記組付け部材をツール部から
分離させる。
【0011】
【発明の実施の形態】
[発明の実施形態1]本発明の実施形態1を図1〜図4
に基づいて説明する。図1は本発明の実施形態1に用い
る加工ツールを兼ねる微小物を保持し加工している状態
を示し、図2に加工ツールを兼ねる微小物を、所定の場
所へ挿入した後、前記ツール部を移動することによって
微小物を分離した状態を示す。図3は振動部の概略図を
示し、図4は振動方向を示す図である。
【0012】まず、本発明の実施形態1の実施に使用す
る組付け装置を図1〜図4を用いて説明する。図1、2
において、1は組付け部材4である加工ツールを兼ねた
磁性体の微小物で、被組付け部材に孔開け加工を施すた
めに下端が鋭角となっている。この微小物1は、その上
端が磁化された組付けツール2の下端に保持され、鋭角
の下端が被組付け部材4に対向するようになっている。
組付けツール2は、図示しないZ方向の移動テーブルに
固定した振動部3の下端に固定されている。振動部3
は、図3に示すように、円筒状に形成された圧電素子で
あり、外周に4枚および内周に図示しない1枚の電極7
を持ち、両電極の間に駆動制御用の電圧を加えることに
より、図4に示すX、Y、Zの3次元方向に微振動する
ことができ、振動部3の下端に固着された組付けツール
2へ振動が伝達されるように構成されている。
【0013】4は微小物1による孔開け加工および微小
物1の挿入組付け加工が行われるポリイミドの被組付け
材、5は被組付け材4を上部に支持固定したX、Y方向
への移動テーブル(以下、XYテーブルという)、6は
被組付け材4の加工領域等を観察するを観察部である。
なお、微小物1を組付けツール2に保持する方式は磁力
に限られず、吸着、粘着物質による保持でもよく、この
時には微小物1の材質は、非磁性体でも可能である。
【0014】次に、本発明の実施形態1の微小物組付け
方法を説明する。本発明の実施形態1の方法は、加工ツ
ールを兼ねる微小物を用い、微小物本体による被組付け
部材への孔開け加工と、前記孔への微小物の挿入組付け
を同時に行うとともに、挿入後の微小物の分離を加工ツ
ール部の移動により行う組付け方式である。
【0015】まず、観察部6で観察しながら、XYテー
ブル5並びに図示しないZ方向の移動テーブルを移動
し、組付けツール2に保持された微小物1をポリイミド
の被組付け材4の加工領域へ位置せしめ、振動部3の円
筒状に形成された圧電素子に備えた内外周の電極7に駆
動制御用の電圧を加えてZ方向に振動させ、振動部3の
下端に固着されている組付けツール2を介して微小物1
に振動を与え、微小物1の下端により被組付け材4に所
定の深さの孔を形成するとともに、被組付け材4に挿入
組付けを行う。孔開け加工および挿入組付け加工後は、
図示しないZテーブル並びにXYテーブル5を移動し、
被組付け材4に組付けた微小物から相対的に組付けツー
ル2を移動することにより、微小物1は組付けツール2
と分離され被組付け材4に残り、組付けが完了する。
【0016】本発明の実施形態1によれば、微小物1自
身が加工ツールと、組付け後の構造体の機能を合わせ持
っているため、組付け後は圧入状態に近く、組付けツー
ル2の移動のみで、組付けツール2から容易に微小物1
を分離することができる。
【0017】[発明の実施形態2]本発明の実施形態2
を図5〜図7に基づいて説明する。図5は本発明の実施
形態2に用いる加工ツールを兼ねる微小物を保持し加工
している状態を示し、図6は加工ツールを兼ねる微小物
を被組付け材の所定の場所へ挿入した後、前記ツール部
を移動することによって微小物をツール部から分離した
状態を示す。図7は振動方向を示す図である。なお、実
施形態1と重複する箇所は省略するものとする。
【0018】まず、本発明の実施形態2の実施に使用す
る組付け装置を図5〜図7を用いて説明する。以下の説
明において、上記実施形態1との共通部へは同一の番号
を付す。図において、10は組付け材で、組付けツール
8へ姿勢を安定して保持するためのガイド部11と、ア
クリルの被組付け材14に挿入組付けする下端が鋭角で
加工ツールを兼ねる微小物12と、Z方向の振動に強
く、横方向の力で容易に破断する分離部13により構成
されており、ガイド部11と微小物12は分離部13を
挟持するようにして一体的に連設されている。振動部3
に固定された組付けツール8下端にはバネ9が固着さ
れ、下側から組付け材10のガイド部11を挿入するこ
とでバネ9により把持され、微小物12の下端を下に向
けた状態で組付け材10が組付けツール8に保持される
ようになっている。15はXY方向への移動テーブル、
16は観察部である。
【0019】次に、本発明の実施形態2の微小物組付け
方法を説明する。本発明の実施形態2の方法は、加工ツ
ールを兼ねる微小物を用い、微小物本体による被組付け
部材への孔開け加工と、前記孔への微小物の挿入組付け
を同時に行うとともに、挿入後の微小物と組付けツール
部との分離を組付けツール部の移動により分離部を破断
させて行う組付け方式である。なお、組付けツール部の
移動は、横方向への移動はテーブルによるもので、振動
部による横方向の振動でもよい。
【0020】まず、観察部16で観察しながら、図7に
示すXYZ方向に、XY方向の移動テーブル(以下、X
Yテーブルという)15並びに図示しないZ方向の移動
テーブルを移動し、アクリルの被組付け材14の加工領
域へ微小物10を位置決めし、電圧を加えて振動部3を
Z方向に振動させ、振動部3の下端に固着されている組
付けツール8、バネ9を介し微小物10に振動を与え、
微小物12の下端により被組付け材14に所定の深さの
孔を形成するとともに、被組付け材14に挿入組付け加
工をする(図5参照)。上記加工後は、図示しないZテ
ーブル並びにXYテーブル15を移動し、孔に挿入した
微小物12から相対的に組付けツール8を移動すること
により、微小物12は分離部13より破断し孔へ残り、
微小物12の組付けが完了する(図6参照)。
【0021】本発明の実施形態2によれば、組付け材1
0は分離部13を介してガイド部11と微小物12を一
体的に構成したので、ガイド部11をバネ9により組付
けツール8に保持するので、微小物12の正確な姿勢制
御が可能になるとともに、組付け材10は微小物12よ
り大きいサイズになるため取り扱いが容易になる。
【0022】なお、上記本発明の実施形態によれば、以
下の発明も考えられる。微小物を組付けツール部により
被組付け部材に組付ける微小物組付け方法において、前
記微小物に、この微小物と分離部を介して連設したガイ
ド部を設け、前記ガイド部を前記組付けツール部に保持
させて、前記微小物を上記被組付け部材に接触させ、前
記組付けツール部に振動を付加して、前記被組付け部材
に前記微小物による孔開け加工と前記微小物の挿入組付
けを行い、前記組付けツール部を移動させ、前記ガイド
部を前記分離部にて前記微小物から破断することを特徴
とする微小物組付け方法。
【0023】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば以下の効
果を得ることができる。請求項1の発明によれば、孔開
け加工と該組付け部材の挿入組付けを同時に行うため、
組付け材を挿入するための複雑な位置制御が不要であ
る。又、必要な被組付け材の領域に正確に微小物を組付
けることができる。
【0024】請求項2の発明によれば、孔開け加工と該
組付け部材の挿入組付けを同時に行うため、組付け後は
圧入状態に近く、組付けツールの移動のみで容易に微小
物の分離が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1の微小物を保持し加工して
いる状態を示す図である。
【図2】本発明の実施形態1の微小物とツール部を分離
した状態を示す図である。
【図3】振動部の概略図である。
【図4】振動部の振動方向を示す図である。
【図5】本発明の実施形態2の微小物を保持し加工して
いる状態を示す図である。
【図6】本発明の実施形態2の微小物とガイド部を分離
した状態を示す図である。
【図7】振動部の振動方向を示す図である。
【図8】従来技術における被組付け材に孔を加工してい
る状態の図である。
【図9】従来技術における被組付け材に形成した孔にワ
ークを挿入している図である。
【図10】従来技術における振動切削部と搬送挿入部の
移動方向を示す図である。
【符号の説明】
1,12 微小物 2,8 組付けツール 3 振動部 4,14 被組付け材 5,15 XYテーブル 6,16 観察部 7 電極 9 バネ 10 組付け材 11 ガイド部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 組付け部材を組付けツール部に保持さ
    せ、被組付け部材に近付け又は接触させながら、前記組
    付けツール部に振動を付加することによって必要な被組
    付け部材の領域に前記組付け部材による孔開け加工と該
    組付け部材の挿入組付けを同時に行うことを特徴とする
    微小物組付け方法。
  2. 【請求項2】 組付け部材を組付けツール部に保持さ
    せ、被組付け部材に前記組付け部材を孔開け挿入した
    後、挿入状態のまま組付けツール部を移動させ、前記組
    付け部材をツール部から分離させることを特徴とする請
    求項1記載の微小物組付け方法。
JP7285682A 1995-11-02 1995-11-02 微小物組付け方法 Withdrawn JPH09123027A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005070622A1 (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Nippon Telegraph And Telephone Corporation ネジ回し装置及びネジ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005070622A1 (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Nippon Telegraph And Telephone Corporation ネジ回し装置及びネジ
US7800283B2 (en) 2004-01-21 2010-09-21 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Screw driving device and screw
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Effective date: 20030107