JPH09136284A - 薄片把持機構及び薄片把持方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微小薄片部品を正確に把持する。 【解決手段】 治具２ａは２つの把持部材を閉じること
で微小光学フィルタ１を把持することができる。治具２
ａに取り付けられた振動子３は、例えば振動周波数２ｋ
Ｈｚ、振動振幅３μｍで振動する。フィルタ１の帯電や
フィルタ１と治具２ａとの間の摩擦によってフィルタ１
が治具２ａの斜面部に留まろうとしても、振動子３によ
り治具２ａが振動しているので、フィルタ１は治具下端
まで落下する。こうして、治具２ａに対するフィルタ１
の位置と姿勢を正確に決めることができ、所望の位置で
フィルタ１を把持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微小光学フィルタ
等の微小薄片部品を正確に把持するための薄片把持機構
及び薄片把持方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、微小光学フィルタ等の微小薄
片部品が通信用光部品として用いられている。これは、
樹脂製の基板上に誘電体多層膜を積層したものであり、
例えば屈折率の異なる誘電体を積層することで、特定波
長の光を透過させるフィルタとして機能させるものであ
る。このような微小光学フィルタは、光導波路に対して
交差するように設けられた狭い溝に挿入されて光導波路
中に設置される。そして、このフィルタの挿入作業は、
熟練した作業者がピンセットなどを用いてフィルタを掴
み、肉眼又は実体顕微鏡下で指先を微妙に動かすことに
より行われていた。

【０００３】このとき、作業者はフィルタをピンセット
の先より一定量突き出させて把持している。ピンセット
などで微小な部品を把持する場合、突き出し量は目で測
るため、把持されたフィルタのピンセットに対する位
置、突き出し量、姿勢などが毎回ばらついて一定になら
ないため、全く同じ挿入作業が連続して行われてはおら
ず、人間が微妙に手先で調整しながら、挿入を成功させ
ている。一方、人間による作業は、微小光学フィルタが
例えば２ｍｍ角程度の小さいものであるため、大変難し
い作業となり、長時間作業を続けると肉体的にも神経的
にも疲弊するので、生産性に一定の限界があった。この
ため、機械による自動化が求められるが、先に述べたよ
うな作業をそのまま機械に置き換えてピンセットのよう
な治具を用いても、それだけでは精度を確保することが
できない。

【０００４】これを図５を用いて説明する。機械による
自動化を行う場合、図５のように、２つの把持部材から
なる治具２に微小光学フィルタ１を落とし込んで把持す
る把持機構が考えられる。ところが、フィルタ１の帯電
やフィルタ１と治具２との間の摩擦によってフィルタ１
が治具２に図６のように付着し、治具２の下端に置かれ
た突き当て板４までフィルタ１が落下しないという不具
合が生じてしまう。こうして、所望の作業精度が得られ
なくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように機械で薄
片部品を把持する場合、薄片部品の帯電や薄片部品と治
具との間の摩擦によって薄片部品が治具に付着してしま
い、治具に対する薄片部品の位置と姿勢を正確に決める
ことができないという問題点があった。本発明は、上記
課題を解決するためになされたもので、微小薄片部品を
正確に把持することができる薄片把持機構及び薄片把持
方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載のように、微小薄片部品を挟むための２つの把持部材
からなる治具と、この治具に振動を付与する振動子とを
有するものである。このように治具に振動を付与するこ
とにより、微小薄片部品の帯電や微小薄片部品と治具と
の間の摩擦によって微小薄片部品が治具に付着すること
を防止することができる。また、請求項２に記載のよう
に、多孔質材料の２つの把持部材からなる、微小薄片部
品を挟むための治具と、この治具に気体を供給する気体
供給器とを有するものである。このように治具に気体を
供給することにより、治具の孔から気体が噴出するの
で、微小薄片部品の帯電や微小薄片部品と治具との間の
摩擦によって微小薄片部品が治具に付着することを防止
することができる。

【０００７】また、請求項３に記載のように、微小薄片
部品を挟むための２つの把持部材からなる治具に薄片部
品を装着するとき、薄片部品が治具に付着しないように
治具に振動を付与しながら、薄片部品を挟むようにした
ものである。このように治具に振動を付与することによ
り、微小薄片部品の帯電や微小薄片部品と治具との間の
摩擦によって微小薄片部品が治具に付着することを防止
することができ、微小薄片部品を所望の位置まで落下さ
せて把持することができる。また、請求項４に記載のよ
うに、微小薄片部品を挟むための２つの把持部材からな
る治具に薄片部品を装着するとき、薄片部品が治具に付
着しないように治具から気体を噴出させながら、薄片部
品を挟むようにしたものである。このように治具から気
体を噴出させることにより、微小薄片部品の帯電や微小
薄片部品と治具との間の摩擦によって微小薄片部品が治
具に付着することを防止することができ、微小薄片部品
を所望の位置まで落下させて把持することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】

実施の形態の１．図１は本発明の第１の実施の形態を示
す薄片把持機構の断面図である。１は微小薄片部品とな
る微小光学フィルタ、２ａはフィルタ１を挟むための２
つの把持部材からなる治具、３は治具２ａに振動を付与
する振動子、４は治具２ａの下面に配置された突き当て
板である。

【０００９】微小光学フィルタ１は、例えば光透過性の
良い樹脂基板上に誘電体多層膜が形成された、非常に小
さくて薄くかつ脆い薄片であり、その大きさは例えば縦
１ｍｍ×横２ｍｍ×厚さ１５μｍである。治具２ａは、
２つの把持部材を閉じることで微小光学フィルタ１を把
持することができるようになっている。

【００１０】この治具２ａに取り付けられたピエゾ素子
などの振動子３は、例えば振動周波数２ｋＨｚ、振動振
幅３μｍで振動する。なお、この数値は、対象となるフ
ィルタ１によっても変わるものであるから、これに限ら
ないことは言うまでもない。このような治具２ａに上か
ら微小光学フィルタ１を落とし込むと、フィルタ１の帯
電やフィルタ１と治具２ａとの間の摩擦によってフィル
タ１が治具２ａの斜面部に留まろうとしても、振動子３
により治具２ａが微小振動しているので、フィルタ１は
斜面部に沿って治具下端、すなわち突き当て板４まで落
下する。

【００１１】こうして、微小光学フィルタ１を把持の基
準となる治具下端まで確実に落下させることができる。
次に、このようにして落とし込んだ微小光学フィルタ１
を治具２ａより一定量だけ正確に突き出させる方法を説
明する。

【００１２】フィルタ１を一定量ａだけ突き出させるた
めには、図２に示すように、フィルタ１が突き当て板４
に達した状態で、治具２ａを突き当て板４から垂直方向
にａだけ持ち上げればよい。このとき、治具２ａを持ち
上げても、振動子３の振動によりフィルタ１が治具２ａ
に付着して上方に動いてしまうことはない。こうして、
フィルタ１が一定量ａだけ突き出た状態で治具２ａを閉
じれば、把持完了である。

【００１３】実施の形態の２．図３は本発明の他の実施
の形態を示す薄片把持機構の断面図であり、図１、２と
同一の構成には同一の符号を付してある。治具２ｂは、
治具２ａと同様の形状であるが、多孔質材料、例えば市
販のＳｎ１０％、Ｃｕ９０％のブロンズ系多孔質材料を
用いて製作されている。

【００１４】そして、この治具２ｂに図示しない気体供
給器より圧縮気体を供給する。このときの供給圧力は、
例えばゲージ圧で１ｋｇ／ｃｍ² 程度で十分である。な
お、この数値は、フィルタ１によっても変わるものであ
るから、これに限らないことは言うまでもない。こうし
て、圧縮気体が治具２ｂの孔から噴出する。このような
治具２ｂに上から微小光学フィルタ１を落とし込むと、
フィルタ１の帯電やフィルタ１と治具２ｂとの間の摩擦
によってフィルタ１が治具２ｂの斜面部に留まろうとし
ても、治具２ｂから気体が噴出しているので、フィルタ
１は斜面部に沿って治具下端、すなわち突き当て板４ま
で落下する。

【００１５】こうして、微小光学フィルタ１を把持の基
準となる治具下端まで確実に落下させることができる。
このようにして落とし込んだフィルタ１を治具２ｂより
一定量突き出させる方法は、図２と同様の方法でよいこ
とは言うまでもない。

【００１６】図４（ａ）は実施の形態の１又は２の薄片
把持機構によって把持された微小光学フィルタ１を光導
波路に設けられた溝に挿入する様子を示す断面図、図４
（ｂ）は図４（ａ）の側面図である。まず、図２で説明
した方法により、治具２ａ又は２ｂ（ここでは治具２ａ
のみで説明する）からフィルタ１を一定量ａだけ突き出
させた後、図４に示すように治具２ａの下面を部品（光
導波路）５の上面に接触させる。このとき、図４（ｂ）
から分かるように、部品５の溝６に対してフィルタ１の
位置をずらしておく。

【００１７】この接触は、治具２ａを移動させる軸７に
設けられた圧力センサ８によって検出できる。次に、微
小光学フィルタ１と溝６の水平方向の位置を合わせた
後、挿入完了位置まで治具２ａを押し下げることでフィ
ルタ１の挿入が完了する。

【００１８】この挿入完了位置とは、フィルタ１の挿入
すべき深さをｂとしたとき、治具２ａの下面が部品５の
上面に接触したときの垂直方向の位置からａ−ｂを引い
た位置である。したがって、ａ＝ｂであれば治具２ａの
下面と部品５の上面が接触することになるが、ａ＞ｂあ
れば治具２ａの下面と部品５の上面との間に隙間ができ
ることになる。

【００１９】このように治具２ａ又は２ｂの下面を計測
基準とするフィルタ挿入方法によれば、フィルタ１の突
き出し量ａの基準である治具下面と挿入深さの基準であ
る部品上面の相対位置を正確に測定していることになる
ため、フィルタ１の挿入深さを正確に制御できる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、振動子によって治具に
振動を付与することにより、微小薄片部品の帯電や微小
薄片部品と治具との間の摩擦によって微小薄片部品が治
具に付着することを防止することができるので、治具に
対する微小薄片部品の位置と姿勢を正確に決めることが
でき、所望の位置で微小薄片部品を把持することができ
る。また、作業者の熟練度や器用さなどに依存しない薄
片把持機構を実現することができる。

【００２１】また、気体供給器から治具に気体を供給す
ることにより、治具の孔から気体が噴出し、微小薄片部
品の帯電や微小薄片部品と治具との間の摩擦によって微
小薄片部品が治具に付着することを防止することができ
るので、治具に対する微小薄片部品の位置と姿勢を正確
に決めることができ、所望の位置で微小薄片部品を把持
することができる。また、作業者の熟練度や器用さなど
に依存しない薄片把持機構を実現することができる。

【００２２】また、治具に振動を付与することにより、
微小薄片部品の帯電や微小薄片部品と治具との間の摩擦
によって微小薄片部品が治具に付着することを防止する
ことができるので、治具に対する微小薄片部品の位置と
姿勢を正確に決めることができ、所望の位置で微小薄片
部品を把持することができる。

【００２３】また、治具から気体を噴出させることによ
り、微小薄片部品の帯電や微小薄片部品と治具との間の
摩擦によって微小薄片部品が治具に付着することを防止
することができるので、治具に対する微小薄片部品の位
置と姿勢を正確に決めることができ、所望の位置で微小
薄片部品を把持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態を示す薄片把持機
構の断面図である。

【図２】 図１の薄片把持機構において微小薄片部品の
一定量突き出しを行う様子を示す断面図である。

【図３】 本発明の他の実施の形態を示す薄片把持機構
の断面図である。

【図４】 微小薄片部品を溝に挿入する様子を示す断面
図及び側面図である。

【図５】 従来の薄片把持機構の断面図である。

【図６】 微小薄片部品の帯電や微小薄片部品と治具と
の間の摩擦によって微小薄片部品が治具に付着してしま
う様子を示す断面図である。

【符号の説明】

１…微小光学フィルタ、２ａ、２ｂ…治具、３…振動
子、４…突き当て板。

フロントページの続き (72)発明者 松永 光司 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微小薄片部品を挟むための２つの把持部
   材からなる治具と、 この治具に振動を付与する振動子とを有することを特徴
   とする薄片把持機構。
2. 【請求項２】 多孔質材料の２つの把持部材からなる、
   微小薄片部品を挟むための治具と、 この治具に気体を供給する気体供給器とを有することを
   特徴とする薄片把持機構。
3. 【請求項３】 微小薄片部品を挟むための２つの把持部
   材からなる治具に前記薄片部品を装着するとき、薄片部
   品が前記治具に付着しないように治具に振動を付与しな
   がら、薄片部品を挟むことを特徴とする薄片把持方法。
4. 【請求項４】 微小薄片部品を挟むための２つの把持部
   材からなる治具に前記薄片部品を装着するとき、薄片部
   品が前記治具に付着しないように治具から気体を噴出さ
   せながら、薄片部品を挟むことを特徴とする薄片把持方
   法。