JPH11210744A - 位置合わせ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 支持部上で被固定部品の装着された揺動部を
浮動させて固定部品との位置合わせをする位置合わせ装
置において、位置合わせ後の揺動部固定時に生じる被固
定部品の傾きずれや位置ずれを防止する。 【解決手段】 被固定部品２を装着する揺動部３と、固
定部品９との位置合わせ処理時に揺動部３を浮動させる
支持部４とからなる位置合わせ装置１において、揺動部
３と共に通気孔１１からの気体の注入１２により浮動可
能な構成とされると共に揺動部３に対して独立して固定
されて揺動部３の位置を規制する構成とされた規制部と
して円板８を揺動部３の球座５の周囲に設ける。そし
て、位置合わせ処理を、揺動部３を円板８と共に浮動さ
せて位置決めした後、円板８を支持部４に固定し、かか
る位置に規制された状態で揺動部３の浮動を停止し、揺
動部３を固定する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、位置合わせ装置に
関し、特に、光通信、光磁気ディスク装置（ＭＯ）等の
製造・組立に使用されて、光軸調整のための精密な面合
わせ等の精密位置決めの可能な位置合わせ装置に関す
る。光ファイバを使った通信ネットワークは大容量の情
報を高速に伝送することができ、動画を含む画像信号や
音声信号を情報の一部として扱う所謂マルチメディア用
途に関連して大きな発展が見込まれている。かかるマル
チメディアが社会に普及するためには、光ネットワーク
及びそれに接続される情報処理端末装置をできるだけ安
価に提供することが必要である。

【０００２】特に、個々の情報処理端末装置を光ネット
ワークに接続するためには、光軸調整のために微小部品
の精密位置決め作業が必要であり、微小部品同士の接触
面をピッタリ一致する（同一平面を形成するように）こ
とが重要であって、従来は非常に困難な調整が必要とさ
れていた。

【０００３】

【従来の技術】このような微小部品同士の接触面をピッ
タリ一致させる機構として、従来は図８に示すようにバ
ネを用いる物、図９に示すように二つの自由な回転軸を
持つ物等があった。すなわち、図８に示すバネを用いた
面合わせ機構１０１は、固定部品１０２に対して面合わ
せをすべき被固定部品１０３を把持部１０４で把持し、
その把持部１０４をバネ１０５で支持して、被固定部品
の上下動及び傾きを可能とした機構である。

【０００４】また、図９に示す二つの回転軸を持つ面合
わせ機構１１１は、固定部品１１２に対して面合わせを
すべき被固定部品１１３を二つの回転軸１１４，１１５
を具備した台座１１６上に設置し、二つの回転軸１１
４，１１５を適当に回転させることにより面合わせをす
る機構である。上記の従来面合わせ機構は、図８のバネ
を用いた物１０１については、バネの不安定さから面合
わせ精度が不十分でなく、また、図８の二つの回転軸を
用いるもの１１１については、回転軸１１４，１１５で
の回転摩擦の存在がやはり精度低下の原因となって、面
合わせ精度が十分にたかくすることができないという問
題を有していた。

【０００５】そこで、近年、図１０に示すような球座を
用いるものが使用されることが多くなっている。この球
座を用いた面合わせ機構１２１は、固定部品１２２に対
して面合わせをすべき被固定部品１２３を把持する把持
部１２４と、把持部１２４を支持する球座１２５と、球
座１２５を受ける球座受け１２６からなる。そして、面
合わせをすべく被固定部品１２３の位置合わせを行なう
場合は、球座１２５と球座受け１２６の隙間に空気を供
給して摩擦を無くし、球座１２５の球座受け１２６上で
の移動を容易にしている。

【０００６】よって、被固定部品１２３を持つ球座１２
５は、微小な力で移動・回転して位置合わせが行い易
く、容易な面合わせを可能とし、空気の供給を止めて
行なう球座１２５の固定時に、球座１２５の球面構造に
より摩擦面が大きいため、固定する力が強いという特徴
を有する。従って、ＹＡＧレーザによりレーザビームを
照射して行なうＹＡＧ溶接をする光通信素子の組立では
適用事例が多い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この球座を用
いた面合わせ機構１２１は、図１０に示すように、球座
１２５と球座受け１２６の隙間部分に空気を入れて摩擦
を無くし、位置合わせをして面合わせをする。そして、
面合わせ後に空気を抜いて球座１２５を球座受け１２６
に吸着することで球座１２５の位置を固定して、被固定
部品１２３の傾きを固定する方式であるので、球座１２
５を吸着する瞬間に球座１２５の位置／傾きを保持する
力が無くなり、微小であるが球座１２５の傾きがずれる
問題を有していた。

【０００８】この傾きのずれにより、既に調整した部品
同士の位置関係が溶接時にずれて、製品の性能低下や溶
接の打ち直しによる製造タクトタイム、ひいては製造コ
ストの増加を招いていた。従って、本発明の目的は上記
課題を解決した新規な位置合わせ装置を提供することで
ある。

【０００９】また、本発明の別の目的は、球座を用いて
高精度な面合わせを可能とすると共に、面合わせ後の球
座固定時に生じる球座の傾きずれや位置ずれを防止して
高精度な位置合わせを可能とする位置合わせ装置を提供
することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
被固定部品を装着する揺動部と、位置合わせ処理時に該
揺動部を浮動させる支持部とからなる位置合わせ装置に
おいて、該揺動部と共に浮動可能な構成とされると共に
該揺動部に対し独立して固定可能とされて該揺動部の位
置を規制する構成とされた規制部を設けたことを特徴と
する。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の位
置合わせ装置において、前記揺動部は、前記支持部上に
置かれる球座と前記被固定部品を装着する装着部とから
なり、前記規制部は、該球座の周囲に配設されたリング
状の円板であることを特徴とする。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項２記載の位
置合わせ装置において、前記した支持部上での揺動部の
浮動を、前記支持部と前記球座との間に気体を供給する
ことにより可能とする構成とし、前記リング状の円板
は、前記球座と接する内側部分に切り欠き部を具備する
ことを特徴とする。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１記載の位
置合わせ装置において、前記揺動部は、球座と該球座に
設けられて先端部分に前記被固定部品を装着するアーム
とからなり、前記規制部は、該球座の周囲とに配設され
たリング状の第一の円板と該アームの周囲に配設された
リング状の第二の円板とからなることを特徴とする。

【００１４】請求項５記載の発明は、被固定部品を装着
する揺動部と、位置合わせ処理時に該揺動部を浮動させ
る浮動手段を具備した支持部とからなる位置合わせ装置
において、 該揺動部は、球座と前記被固定部品を装着
する装着部とからなり、該支持部は、該浮動手段を具備
して該球座を受ける球座受け上部と、該球座受け上部を
弾性物を介して支持すると共に該球座受け上部の位置を
固定する固定手段を具備する球座受け下部とからなるこ
とを特徴とする。

【００１５】請求項６記載の発明は、請求項５記載の位
置合わせ装置において、前記球座受け上部を支持する弾
性物はバネ又は前記球座受け上部と前記球座受け下部の
間に供給される気体であることを特徴とする。請求項７
記載の発明は、被固定部品を装着する揺動部と、位置合
わせ処理時に該揺動部を浮動させる支持部とからなり、
該被固定部品を固定部品に位置合わせする位置合わせ装
置において、該固定部品の位置合わせにかかる部分を該
被固定部品の位置合わせにかかる部分より下方になるよ
うに設置し、位置合わせ処理を、該揺動部を浮動させて
位置決めした後、該浮動を停止して該揺動部を下降さ
せ、かかる位置に該揺動部を固定して行なう構成とした
ことを特徴とする。

【００１６】請求項８記載の発明は、請求項７記載の位
置合わせ装置において、前記揺動部は、球座構造を有
し、前記支持部は該球座構造に対応して支持可能な球面
を具備して、該揺動部を浮動させることが可能な構成と
されたことを特徴とする。請求項１記載の発明によれ
ば、位置合わせ処理を、被固定部品を装着する揺動部を
規制部と共に浮動させて被固定部品の位置を決めた後、
被固定部品をその位置に固定するために揺動部の浮動を
停止する際、先に規制部を固定して揺動部を規制するこ
とが可能であり、浮動状態から支持部への固定の間に揺
動部が決められた位置からの変位することを防止するこ
とが可能である。

【００１７】よって、揺動部が浮動状態から支持部に固
定される際に浮動部が位置ずれすることが無くなり、被
固定部品は浮動停止に際して位置決め時の状態を維持す
ることが可能となる。従って、被固定部品の高精度の位
置合わせを可能とし、製造される製品の性能低下や製造
コストの増加を防止することが可能となる。

【００１８】請求項２記載の発明によれば、揺動部は支
持部上で浮動し移動するために球座からなり、被固定部
品の面合わせ等を高精度に行なうことを可能とすると共
に、規制部をリング状とすることで、その球座の規制を
球座周囲から効率よく十分に行なうことが可能となる。
よって、被固定部品の高精度の位置合わせを可能とし、
製造される製品の性能低下や製造コストの増加を防止す
ることが可能となる。

【００１９】請求項３記載の発明によれば、球座を支持
部上で浮動させる機構として、球座と支持部の間に気体
を供給して球座を浮動させる機構を用い、かかる気体に
よる浮動のために球座の支持部上での揺動を摩擦の無い
スムーズなものとすることができる。そして、リング状
の規制部に切り欠き部を設けることにより、球座を浮か
せる気体と規制部を浮かせる気体の流れの衝突による気
体の乱れを抑えることができ、揺動部の浮動による被固
定部品の面合わせ作業をより確実に実現することが可能
となる。

【００２０】よって、被固定部品の高精度の位置合わせ
を可能とし、製造される製品の性能低下や製造コストの
増加を防止することが可能となる。請求項４記載の発明
によれば、被固定部品の装着されるアームと支持部上を
浮動する球座をそれぞれ独立にそれぞれの周囲から位置
規制することが可能であり、揺動部が浮動状態から支持
部に固定される際の規制部による規制をより確実にする
ことが可能となる。

【００２１】よって、被固定部品の高精度の位置合わせ
を可能とし、製造される製品の性能低下や製造コストの
増加を防止することが可能となる。請求項５記載の発明
によれば、揺動部を浮動させ更に支持も行なう支持部
を、揺動部を支持可能な球座受け上部とその下に設けら
れた球座受け下部の二段構造とすることが可能である。
そして球座受け上部は弾性物を介して球座受け下部に支
持され、球座受け下部に対して上下の稼動が可能であ
る。

【００２２】よって、位置合わせ処理を、被固定部品を
装着した該揺動部の球座を該球座受け上部の上で浮動さ
せて位置決めし、固定のために該浮動手段を停止すると
共に該弾性体により該球座受け上部を該球座側に付勢し
移動することが可能となり、かかる位置に該球座を規制
し、更に該固定手段により該球座受け上部を該球座受け
下部に固定して該揺動部を固定して行なうことが可能と
なる。

【００２３】従って、揺動部がかかる位置からずれない
ようにその位置に規制することが可能となる。以上よ
り、揺動部が浮動状態から支持部に固定される際に浮動
部が位置ずれすることが無くなり、被固定部品は浮動停
止に際して位置決め時の状態を維持することが可能とな
る。

【００２４】従って、被固定部品の高精度の位置合わせ
を可能とし、製造される製品の性能低下や製造コストの
増加を防止することが可能となる。請求項６記載の発明
によれば、球座受け上部と球座受け下部の間に設けられ
た弾性物をバネ若しくは気体とすることが可能となり、
球座受け下部は簡便かつ確実に球座受け上部を揺動部側
に付勢しながら支持することが可能となる。

【００２５】従って、低コストの位置合わせ装置を提供
することができると共に被固定部品の高精度の位置合わ
せを可能とし、製造される製品の性能低下や製造コスト
の増加を防止することが可能となる。請求項７記載の発
明によれば、揺動部に装着された被固定部品は位置合わ
せされるべき固定部品の位置合わせにかかる部分より上
にある。よって、支持部上で浮動して被固定部品の位置
合わせを行なった揺動部は、浮動の停止により重力の作
用に従い下降して支持部に固定されると共に、被固定部
品を固定部品により押しつけることが可能となる。

【００２６】従って、揺動部の固定時に、既に位置合わ
せのされた被固定部品と固定部品の位置合わせにかかる
部分がずれて離れてしまうことがなく、被固定部品と固
定部品の間にずれを生じることはない。以上より、被固
定部品の高精度の位置合わせを可能とし、製造される製
品の性能低下や製造コストの増加を防止することが可能
となる。

【００２７】請求項８記載の発明によれば、揺動部は球
座部分を具備することにより、微小な力で回転され、面
合わせ等の位置合わせを容易にすることができると共
に、摩擦面が大きいため固定時の力を強くすることが可
能となる。よって、被固定部品の高精度の位置合わせを
可能とし、製造される製品の性能低下や製造コストの増
加を防止することが可能となる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。 （実施例１）図１は本発明にかかる第一実施例である位
置合わせ装置を説明する図である。そして図１（Ａ）は
本発明にかかる第一実施例である位置合わせ装置の構成
を説明する図であり、図１（Ｂ）は本発明にかかる第一
実施例である位置合わせ装置に使用するリング状の円板
の平面図である。

【００２９】本発明にかかる第一実施例である位置合わ
せ装置１は、被固定部品２を装着する揺動部３と、被固
定部品２の固定部品９に対する位置合わせ処理時に揺動
部３を浮動させる支持部４とからなる。そして、揺動部
３は、支持部４上に置かれる球座５と被固定部品２を装
着する装着部をなすアーム６とからなり、球座５は下側
面が凸状の球面をなす偏平な円筒形状を有しており、ア
ーム６は更に被固定部品２を把持して固定する把持部７
を先端に具備する。

【００３０】更に、揺動部３と共に浮動が可能な構成と
されると共に揺動部３に対し独立して支持部４に固定さ
れて浮いた状態の揺動部３の位置を規制することが可能
な構成とされた規制部が設けられている。この規制部
は、球座５の円筒部分１０の側面の周囲に近接して配設
されたリング状の円板８からなる。そして、支持部４は
揺動部３を支持する上面部分が揺動部３の球座５下面の
球面形状に対応する凹状の球面からなり、また更に適当
な通気孔１１を具備しており、揺動部３と円板８は、支
持部４と球座５との間、及び支持部４と円板８との間に
通気孔１１を通して矢印１２に示すように気体を供給す
ることによりそれぞれ支持部４上での摩擦がなくなり、
浮動が可能となるように構成されている。

【００３１】この時気体は装置を腐食させるなどの弊害
や使用者に対する害の無いものであればいかなる物も使
用可能であるが、安価で使用しやすいことから空気を使
用することが好ましい。また、気体の供給は支持部４と
球座５との間のみ、又は支持部４と円板８との間のみと
することも可能である。更に、この通気孔１１に気体を
供給するのとは反対に、適当な真空系（図示されない）
を接続することによりこの通気孔１１から脱気を行なう
ことも可能であり、その場合、支持部４上の球座５及び
円板８は浮動が停止され、支持部４に吸着され、固定さ
れる。この時、球座５を浮かせたまま円板８のみを独立
に吸着する事も可能であり、その場合、浮いている状態
の球座５、ひいては揺動部３及び被固定部品２は位置及
び角度の変動が規制される。

【００３２】尚、本発明にかかる第一実施例である位置
合わせ装置１は、支持部４と揺動部３を含む全体を上下
するステージ機構（図示されない）を備えており、被固
定部品２の大きな上下動も可能としている。以上より、
本発明にかかる第一実施例である位置合わせ装置１は、
固定部品９に対する被固定部品２の位置合わせ処理を、
揺動部３を円板８と共に浮動させて所望の位置に位置決
めした後、円板８を支持部４に独立に吸着固定し、かか
る位置に揺動部３を規制してから揺動部を固定して行な
うように構成される。

【００３３】次に、本発明にかかる第一実施例である位
置合わせ装置１を用いた部品間の位置合わせの手順を説
明する。位置合わせの手順を以下に示す。 固定部品９に対し、揺動部３の把持部７に装着された
被固定部品２を上記ステージ機構（図示されない）によ
り上方に移動させ、接触寸前まで接近させる。

【００３４】支持部４の通気孔１１に空気等の気体を
供給して揺動部３の球座５と円板８を浮かせる。 支持部４と揺動部３を含む全体をステージ機構（図示
されない）により上方に移動し、被固定部品２と固定部
品９が接触して押しつけ力が働いて面合わせを行い、精
密な位置合わせが行なわれる。

【００３５】円板８を浮かせている気体を抜いて真空
引きを行い、円板８を支持部４に吸着して位置を固定す
る。この固定により、リング状の円板８に囲まれた球座
５の水平位置がリング状の円板８の内径と球座５の円筒
部分１０の外径との差以内に位置決めされる。この位置
決めにより球座５固定の際の揺動部３の傾きのずれがあ
る一定の値以内に制限される。

【００３６】例として、円板８内径と球座５の円筒部分
１０の外径との差ｄと、球座５の下面の球面の半径ｒに
対して揺動部３の傾きのずれ±θは、下式 θ＝ｓｉｎ^-1（ｄ／ｒ） で表され、許容される傾き角度ずれθａを予め定めてお
けば、θａに合わせて円板８の内径を設計することがで
きる。

【００３７】球座５を浮かせている気体を抜き、真空
引きを行い、球座５を支持部４に固定する。この固定で
は、球座５の円筒部分１０の位置が円板８で固定されて
いることにより、吸着時の角度ずれは上記式のθで規定
される範囲となる。尚、図２に、本発明にかかる第一実
施例である位置合わせ装置１に使用可能なリング状の円
板の変形例を示す。

【００３８】このリング状の円板１５は、球座５の円筒
部分１０と接する内側部分に切り欠き部１６を具備する
ことを特徴としている。リング状の円板１５は、切り欠
き部１６を設けることにより、球座５を浮かせる気体と
円板１５を浮かせる気体の流れの衝突による気体の乱れ
を抑えることができ、揺動部３の浮動による被固定部品
２の面合わせ作業をより確実に実現することが可能とな
る。

【００３９】また、図３に本発明にかかる第一実施例で
ある位置合わせ装置の変形例を示す。この第一実施例で
ある位置合わせ装置の変形例２１は、揺動部２３の位置
を規制する規制部として上下二段の第一及び第二のリン
グ状の円板２８ａ，２８ｂを具備している。第一の円板
２８ａは位置合わせ装置１の円板８と同様の機構により
球座２５の位置を規制し、第二の円板２８ｂは装着部を
なすアーム２６の位置を規制する。

【００４０】このとき第二の円板２８ｂは、装置２１の
具備する円板台２０上に位置し、円板台２０の通気孔２
９から供給される空気等の気体の作用により揺動部２３
と共に支持部２４上で浮動が可能であり、また通気孔２
９から真空引きにより揺動部２３とは独立に円板台２０
に吸着され、第一の円板２８ａとともに揺動部２３の位
置を規制する。

【００４１】したがって、変形例である位置合わせ装置
２１は揺動部２３の上下二箇所の位置を第一及び第二の
円板２８ａ，２８ｂにより固定することが可能となり、
これにより球座２５吸着時の傾きや位置のずれをさらに
確実に抑制できる。以上より、本発明にかかる第一実施
例である位置合わせ装置１及びその変形例２１は、揺動
部３，２３の球座５，２５の支持部４，２４への吸着時
に生じうる被固定部品２，２２と固定部品９，２７の間
の面の角度ずれや位置ずれを抑制することができる。そ
の結果、光学部品間の接続等に使用した場合に、光軸調
整後の溶接による位置ずれ及び結合効率の低下を避ける
ことができ、溶接のやり直し等の無駄な工程を削除で
き、光学装置等の製造タクトタイムを短縮し、製造コス
トを低下することが可能となる。

【００４２】（実施例２）図４は本発明にかかる第二実
施例である位置合わせ装置を説明する図である。本発明
にかかる第二実施例である位置合わせ装置３１は、被固
定部品３２を装着する揺動部３３と、被固定部品３２の
固定部品３９に対する位置合わせ処理時に揺動部３３を
浮動させる浮動手段を具備した支持部３４とからなる。

【００４３】そして、揺動部３３は、球座３５と被固定
部品３２を装着する装着部３６とからなる。また、支持
部３４は、該浮動手段を具備して球座３５を受ける球座
受け上部４３と、球座受け上部４３を弾性物であるバネ
４６とリニアガイド４７を介して支持すると共に球座受
け上部４３の位置を固定する固定手段としてエアシリン
ダ４８を具備する球座受け下部４５とからなる。

【００４４】この球座受け上部４３は、球座３５を支持
する上面部分が揺動部３３の球座３５下面の球面形状に
対応する凹状の球面からなり、また更に上記の浮動手段
として適当な通気孔４１を具備しており、揺動部３３は
支持部３４と球座３５との間に通気孔４１を通して矢印
４２に示すように気体を供給することにより支持部３４
上での摩擦がなくなり、浮動が可能となるように構成さ
れている。

【００４５】この時気体は装置を腐食させるなどの弊害
や使用者に対する害の無いものであればいかなる物も使
用可能であるが、安価で使用しやすいことから空気を使
用することが好ましい。更に、この通気孔４１に気体を
供給するのとは反対に、適当な真空系（図示されない）
を接続することによりこの通気孔４１から脱気を行なう
ことも可能であり、その場合、支持部３４上の球座３５
は浮動が停止され、支持部３４に吸着され、固定され
る。

【００４６】更に球座受け上部４３はバネ４６及びリニ
アガイド４７に支持されて球座受け下部４５に対して上
下に稼動可能であり、球座受け下部４５のエアシリンダ
４８を作動させることにより球座受け下部４５に対して
固定されることも可能である。尚、本発明にかかる第二
実施例である位置合わせ装置３１は、支持部３４と揺動
部３３を含む全体を上下するステージ機構（図示されな
い）を備えており、被固定部品３２の大きな上下動も可
能としている。

【００４７】以上より、本発明にかかる第二実施例であ
る位置合わせ装置３１は、固定部品３９に対する被固定
部品３２の位置合わせ処理を、球座３５を球座受け上部
４３の上で浮動させて位置決めし、浮動手段である通気
孔４１からの気体の供給を停止すると共に弾性体である
バネ４６により球座受け上部４３を球座３５側に付勢
し、かかる位置に該球座を規制し、更に固定手段である
エアシリンダ４８により球座受け上部４３を球座受け下
部４５に固定して揺動部３３を固定して行なうように構
成される。

【００４８】次に、本発明にかかる第二実施例である位
置合わせ装置３１を用いた部品間の位置合わせの手順を
説明する。位置合わせの手順を以下に示す。 固定部品３９に対し、揺動部３３の装着部３６に装着
された被固定部品３２を上記ステージ機構（図示されな
い）により上方に移動させ、接触寸前まで接近させる。

【００４９】支持部３４の球座受け上部４３の通気孔
４１に空気等の気体を供給して揺動部３３の球座３５を
浮かせる。 支持部３４と揺動部３３を含む全体をステージ機構
（図示されない）により上方に移動し、被固定部品３２
と固定部品３９が接触して押しつけ力が働いて面合わせ
を行い、精密な位置合わせが行なわれる。

【００５０】支持部３４の球座受け上部４３上で球座
３５を浮かせている気体の供給を少しずつ、ゆっくりと
減らし、バネ４６による付勢に従い球座受け上部４３を
球座受け下部４５に対し球座３５方向に上昇させるよう
にして、装着部３６の被固定部品３２が固定部品３９に
押しつけられている状態を維持しながら球座３５を球座
受け上部４３に吸着させる。

【００５１】球座受け上部４３をエアシリンダ４８で
固定する。これにより揺動部３３及び被固定部品３２も
固定される。また次に、図５に本発明にかかる第二実施
例である位置合わせ装置の変形例を示す。この変形例に
かかる位置合わせ装置５１は球座受け上部を支持する弾
性物が球座受け上部５３と球座受け下部５５の間に供給
される気体であること及びその気体供給のために球座受
け下部５５に専用の通気孔５６を設けたことを除いて
は、通気孔４１ａやエアシリンダ４８ａやリニアガイド
４７ａを具備して上記の第二実施例である位置合わせ装
置３１と同様の構成を有している。

【００５２】従って、変形例にかかる位置合わせ装置５
１を用いた部品間の位置合わせの手順は、上記の手順
が以下に示される手順−２に変更されることを除いて
第二実施例である位置合わせ装置３１に関する上記の手
順と同様であり、上記手順〜を行なった後手順−
２を行い、続いて上記手順が行なわれる。以下、手順
−２を説明する。

【００５３】−２：球座受け下部５５の通気孔５６に
供給する気体の圧力を上げ、その後、支持部５７の球座
受け上部５３上で球座５８を浮かせている気体の供給を
少しずつ、ゆっくりと減らし、通気孔５６からの気体の
圧力による付勢に従い球座受け上部５３を球座受け下部
５５に対し球座５８方向に上昇させるようにして、装着
部５９の被固定部品５２が固定部品５４に押しつけられ
ている状態を維持しながら球座５８を球座受け上部５３
に吸着させる。

【００５４】以上より、本発明にかかる第二実施例であ
る位置合わせ装置３１及びその変形例５１は、揺動部３
３，３３ａの球座３５，５８の支持部３４，５７への吸
着時に生じうる被固定部品３２，５２と固定部品３９，
５４の間の面の角度ずれや位置ずれを抑制することがで
きる。その結果、光学部品間の接続等に使用した場合
に、光軸調整後の溶接による位置ずれ及び結合効率の低
下を避けることができ、溶接のやり直し等の無駄な工程
を削除でき、光学装置等の製造タクトタイムを短縮し、
製造コストを低下することが可能となる。

【００５５】（実施例３）図６は本発明にかかる第三実
施例である位置合わせ装置を説明する図である。本発明
にかかる第三実施例である位置合わせ装置６１は、被固
定部品６２を固定部品６９に対して位置合わせ処理する
ものであり、被固定部品６２を装着する揺動部６３と、
被固定部品６２の固定部品６９に対する位置合わせ処理
時に揺動部６３を浮動させる支持部６４とからなる。

【００５６】そして、固定部品６９の位置合わせにかか
る部分である上側面を被固定部品６２の位置合わせにか
かる部分である下側面より下方になるように設置するよ
うに構成されている。また、揺動部６３は、下側を向い
た凹形状の球面を有する球座構造６５を有し、支持部６
４は球座構造６５に対応して支持可能な上側を向いた凸
形状の球面を具備している。そして、支持部６４は更
に、浮動手段として適当な通気孔７１を具備しており、
支持部６４と球座構造６５との間に通気孔７１を通して
矢印７２に示すように気体を供給することにより揺動部
６３は支持部６４上での摩擦がなくなり、揺動部６３を
浮動させることが可能な構成とされている。

【００５７】この時気体は装置を腐食させるなどの弊害
や使用者に対する害の無いものであればいかなる物も使
用可能であるが、安価で使用しやすいことから空気を使
用することが好ましい。更に、この通気孔７１に気体を
供給するのとは反対に、適当な真空系（図示されない）
を接続することによりこの通気孔７１から脱気を行なう
ことも可能であり、その場合、支持部６４上の揺動部６
３の球座構造６５は浮動が停止され、支持部６４に吸着
され、固定される。

【００５８】尚、本発明にかかる第三実施例である位置
合わせ装置６１は、支持部６４と揺動部６３を含む全体
を上下するステージ機構（図示されない）を備えてお
り、被固定部品６２の大きな上下動も可能としている。
以上より、本発明にかかる第三実施例である位置合わせ
装置６１は、固定部品６９に対する被固定部品６２の位
置合わせ処理を、揺動部６３を浮動させて位置決めした
後、その浮動を停止して揺動部６３を下降させ、かかる
位置に揺動部６３を固定して行なうように構成される。

【００５９】このような第三実施例である位置合わせ装
置６１では、支持部６４から出る圧力気体により揺動部
６３は浮いた状態となり、その気体を抜いて球座構造６
５を支持部６４に吸着すると、下方の固定部品６９に対
し揺動部６３に装着された被固定部品６２をより押しつ
けることになるので、吸着時にそれらの位置合わせにか
かる部品６２，６９の間で離れる事がなく、傾きや位置
のずれを生じない。

【００６０】次に、本発明にかかる第三実施例である位
置合わせ装置６１を用いた部品間の位置合わせの手順を
説明する。位置合わせの手順を以下に示す。 固定部品６９に対し、揺動部６３に装着された被固定
部品６２を上記ステージ機構（図示されない）により下
方に移動させ、接触寸前まで接近させる。

【００６１】支持部６４の通気孔７１に空気等の気体
を供給して揺動部６３を浮かせる。 支持部６４と揺動部６３を含む全体をステージ機構
（図示されない）により下方に移動し、被固定部品６２
と固定部品６９が接触して押しつけ力が働いて面合わせ
を行い、精密な位置合わせが行なわれる。 揺動部６３を浮かせている気体を抜き、真空引きを行
い、球座構造６５を支持部６４に吸着固定する。

【００６２】以上より、本発明にかかる第三実施例であ
る位置合わせ装置６１は、従来技術（図１０参照）で発
生するような揺動部６３の球座構造６５の支持部６４へ
の吸着の際の被固定部品６２と固定部品６９の間の面の
角度ずれや位置ずれを発生させない。その結果、光学部
品間の接続等に使用した場合に、光軸調整後の溶接によ
る位置ずれ及び結合効率の低下を避けることができ、溶
接のやり直し等の無駄な工程を削除でき、光学装置等の
製造タクトタイムを短縮し、製造コストを低下すること
が可能となる。

【００６３】（実施例４）図７は本発明にかかる第四実
施例である位置合わせ装置を説明する図である。本発明
にかかる第四実施例である位置合わせ装置８１は、図１
０に示した従来の面合わせ機構１２１と同様の構成を基
本部分として有し、その基本部分は固定部品８９に対し
て位置合わせをすべき被固定部品８２を把持する装着部
８４と、装着部８４を支持する球座８５と、球座８５を
受ける球座受け８６とからなる。このとき装着部８４の
胴部８３は直方体形状を有している。

【００６４】そして、面合わせをすべく被固定部品８９
の位置合わせを行なう場合は、球座８５と球座受け８６
の隙間に球座受け８６に備えられた通気孔９１を通して
気体を供給して摩擦を無くし、球座８５の球座受け８６
上での移動を容易にしている。この時気体は装置を腐食
させるなどの弊害や使用者に対する害の無いものであれ
ばいかなる物も使用可能であるが、安価で使用しやすい
ことから空気を使用することが好ましい。

【００６５】更に、この通気孔９１に気体を供給するの
とは反対に、適当な真空系（図示されない）を接続する
ことによりこの通気孔９１から脱気を行なうことも可能
であり、その場合、球座受け８６上の球座８５は浮動が
停止され、球座受け８６に吸着され、固定される。そし
て、第四実施例である位置合わせ装置８１は更に、球座
に支持された把持部８４の胴部８３にｘ（左右）とｙ
（前後）のそれぞれ上下２点（計４点）の位置を計測す
る第一及び第二の二つの距離センサ８７，８８を具備
し、球座受け８６の下にはｘ軸とｙ軸周りの回転ステー
ジ（ゴニオステージ）９３，９４を具備する。

【００６６】尚、本発明にかかる第四実施例である位置
合わせ装置８１は、球座受け８６と球座８５と回転ステ
ージ９３，９４を含む全体を上下するステージ機構（図
示されない）を備えており、被固定部品８２の大きな上
下動も可能としている。かかる構成を有することによ
り、本発明にかかる第四実施例である位置合わせ装置８
１は部品８２，８９間の面合わせ時の球座８５の傾きと
球座８５吸着時の傾きの差を計測して回転ステージ９
３，９４で補正を行なうことが可能となる。

【００６７】次に、本発明にかかる第四実施例である位
置合わせ装置８１を用いた部品間の位置合わせの手順を
説明する。位置合わせの手順を以下に示す。 固定部品８９に対し、球座８５に支持された装着部８
４に装着された被固定部品８２を上記ステージ機構（図
示されない）により上方に移動させ、接触寸前まで接近
させる。

【００６８】球座受け８６の通気孔９１に空気等の気
体を供給して球座８５を浮かせる。 球座受け８６と球座８５と回転ステージ９３，９４を
含む全体をステージ機構（図示されない）により上方に
移動し、被固定部品８２と固定部品８９が接触して押し
つけ力が働いて面合わせを行い、精密な位置合わせが行
なわれる。また、球座８５の支持する装着部８４の直方
体の胴部８３の４点：ｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ２の位置を
測定し下式（１），（２）（尚、式中の”Ｌ”は第一及
び第二の距離センサ間の距離値を表す）に従い傾きθｘ
とθｙを求める。

【００６９】 θｘ＝ｔａｎ^-1｛（ｘ１−ｘ２）／Ｌ｝ （１） θｙ＝ｔａｎ^-1｛（ｙ１−ｙ２）／Ｌ｝ （２） 球座受け８６に供給している圧力気体を抜き、球座８
５を球座受け８６に吸着させる。そして、球座８５の支
持する装着部８４の直方体の胴部８３の吸着後の４点：
ｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ２の位置を測定し下式（３），
（４）に従い傾きθｘｌとθｙｌを求める。

【００７０】 θｘｌ＝ｔａｎ^-1｛（ｘ１−ｘ２）／Ｌ｝ （３） θｙｌ＝ｔａｎ^-1｛（ｙ１−ｙ２）／Ｌ｝ （４） 吸着後の胴部８３の傾きθｘｌとθｙｌが対応するθ
ｘとθｙに一致するように回転ステージ９３，９４で傾
きを補正する。以上より、本発明にかかる第四実施例で
ある位置合わせ装置８１は、従来技術（図１０参照）で
発生するような球座８５の球座受け８６への吸着の際に
生じる被固定部品８２と固定部品８９の間の面の角度ず
れや位置ずれを補正により抑制することができる。その
結果、光学部品間の接続等に使用した場合に、光軸調整
後の溶接による位置ずれ及び結合効率の低下を避けるこ
とができ、溶接のやり直し等の無駄な工程を削除でき、
光学装置等の製造タクトタイムを短縮し、製造コストを
低下することが可能となる。

【００７１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、揺動部が
浮動状態から支持部に固定される際に浮動部が位置ずれ
することが無くなり、被固定部品は浮動停止に際して位
置決め時の状態を維持することが可能となる。従って、
被固定部品の高精度の位置合わせを可能とし、製造され
る製品の性能低下や製造コストの増加を防止することが
可能となる。

【００７２】請求項２記載の発明によれば、被固定部品
の面合わせ等を高精度に行なうことを可能とすると共
に、その球座の規制を球座周囲から効率よく十分に行な
うことが可能となる。よって、被固定部品の高精度の位
置合わせを可能とし、製造される製品の性能低下や製造
コストの増加を防止することが可能となる。

【００７３】請求項３記載の発明によれば、リング状の
規制部に切り欠き部を設けることにより、球座を浮かせ
る気体と規制部を浮かせる気体の流れの衝突による気体
の乱れを抑えることができ、揺動部の浮動による被固定
部品の面合わせ作業をより確実に実現することが可能と
なる。よって、被固定部品の高精度の位置合わせを可能
とし、製造される製品の性能低下や製造コストの増加を
防止することが可能となる。

【００７４】請求項４記載の発明によれば、被固定部品
の高精度の位置合わせを可能とし、製造される製品の性
能低下や製造コストの増加を防止することが可能とな
る。請求項５記載の発明によれば、揺動部が浮動状態か
ら支持部に固定される際に浮動部が位置ずれすることが
無くなり、被固定部品は浮動停止に際して位置決め時の
状態を維持することが可能となる。

【００７５】従って、被固定部品の高精度の位置合わせ
を可能とし、製造される製品の性能低下や製造コストの
増加を防止することが可能となる。請求項６記載の発明
によれば、低コストの位置合わせ装置を提供することが
できると共に被固定部品の高精度の位置合わせを可能と
し、製造される製品の性能低下や製造コストの増加を防
止することが可能となる。

【００７６】請求項７記載の発明によれば、揺動部の固
定時に、既に位置合わせのされた被固定部品と固定部品
の位置合わせにかかる部分がずれて離れてしまうことが
なく、被固定部品と固定部品の間にずれを生じることは
ない。従って、被固定部品の高精度の位置合わせを可能
とし、製造される製品の性能低下や製造コストの増加を
防止することが可能となる。

【００７７】請求項８記載の発明によれば、被固定部品
の高精度の位置合わせを可能とし、製造される製品の性
能低下や製造コストの増加を防止することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる第一実施例である位置合わせ装
置を説明する図である。

【図２】本発明にかかる第一実施例である位置合わせ装
置に使用可能なリング状の円板の変形例を示す平面図で
ある。

【図３】本発明にかかる第一実施例である位置合わせ装
置の変形例を説明する図である。

【図４】本発明にかかる第二実施例である位置合わせ装
置を説明する図である。

【図５】本発明にかかる第二実施例である位置合わせ装
置の変形例を説明する図である。

【図６】本発明にかかる第三実施例である位置合わせ装
置を説明する図である。

【図７】本発明にかかる第四実施例である位置合わせ装
置を説明する図である。

【図８】従来技術であるバネを用いた面合わせ機構を説
明する図である。

【図９】従来技術である二つの回転軸を持つ面合わせ機
構を説明する図である。

【図１０】従来技術である球座を用いた面合わせ機構を
説明する図である。

【符号の説明】

１，２１，３１，５１，６１，８１ 位置合わせ装置 ２，２２，３２，５２，６２，８２ 被固定部品 ３，２３，３３，３３ａ，６３ 揺動部 ４，２４，３４，５７，６４ 支持部 ５，２５，３５，５８，６５，８５ 球座 ６，２６ アーム ７ 把持部 ８，１５ 円板 ９，２７，３９，５４，６９，８９ 固定部品 １０ 円筒部分 １１，２９，４１，４１ａ，５６，７１，９１ 通気
孔 １２，４２，７２ 気体の流れを示す矢印 １６ 切り欠き部 ２０ 円板台 ２８ａ 第一の円板 ２８ｂ 第二の円板 ３６，８４ 装着部 ４３，５３ 球座受け上部 ４５，５５ 球座受け下部 ４６ バネ ４７，４７ａ リニアガイド ４８，４８ａ エアシリンダ ８３ 胴部 ８６ 球座受け ８７ 第一距離センサ ８８ 第二距離センサ ９３，９４ 回転ステージ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被固定部品を装着する揺動部と、位置合
   わせ処理時に該揺動部を浮動させる支持部とからなる位
   置合わせ装置において、 該揺動部と共に浮動可能な構成とされると共に該揺動部
   に対し独立して固定可能とされて該揺動部の位置を規制
   する構成とされた規制部を設けたことを特徴とする位置
   合わせ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の位置合わせ装置におい
   て、 前記揺動部は、前記支持部上に置かれる球座と前記被固
   定部品を装着する装着部とからなり、前記規制部は、該
   球座の周囲に配設されたリング状の円板であることを特
   徴とする位置合わせ装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の位置合わせ装置におい
   て、 前記した支持部上での揺動部の浮動を、前記支持部と前
   記球座との間に気体を供給することにより可能とする構
   成とし、 前記リング状の円板は、前記球座と接する内側部分に切
   り欠き部を具備することを特徴とする位置合わせ装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の位置合わせ装置におい
   て、 前記揺動部は、球座と該球座に設けられて先端部分に前
   記被固定部品を装着するアームとからなり、 前記規制部は、該球座の周囲とに配設されたリング状の
   第一の円板と該アームの周囲に配設されたリング状の第
   二の円板とからなることを特徴とする位置合わせ装置。
5. 【請求項５】 被固定部品を装着する揺動部と、位置合
   わせ処理時に該揺動部を浮動させる浮動手段を具備した
   支持部とからなる位置合わせ装置において、 該揺動部は、球座と前記被固定部品を装着する装着部と
   からなり、 該支持部は、該浮動手段を具備して該球座を受ける球座
   受け上部と、該球座受け上部を弾性物を介して支持する
   と共に該球座受け上部の位置を固定する固定手段を具備
   する球座受け下部とからなることを特徴とする位置合わ
   せ装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の位置合わせ装置におい
   て、 前記球座受け上部を支持する弾性物はバネ又は前記球座
   受け上部と前記球座受け下部の間に供給される気体であ
   ることを特徴とする位置合わせ装置。
7. 【請求項７】 被固定部品を装着する揺動部と、位置合
   わせ処理時に該揺動部を浮動させる支持部とからなり、
   該被固定部品を固定部品に位置合わせする位置合わせ装
   置において、 該固定部品の位置合わせにかかる部分を該被固定部品の
   位置合わせにかかる部分より下方になるように設置し、 位置合わせ処理を、該揺動部を浮動させて位置決めした
   後、該浮動を停止して該揺動部を下降させ、かかる位置
   に該揺動部を固定して行なう構成としたことを特徴とす
   る位置合わせ装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の位置合わせ装置におい
   て、 前記揺動部は、球座構造を有し、 前記支持部は該球座構造に対応して支持可能な球面を具
   備して、該揺動部を浮動させることが可能な構成とされ
   たことを特徴とする位置合わせ装置。