JPWO2006103725A1 - マイクログリッパ - Google Patents

Abstract

【課題】 構造がさらに簡単化されて、微細な把持対象物を、その位置に合わせて正確、確実に把持することが可能なマイクログリッパを提供する。【解決手段】 微細なワーク９の把持を行うマイクログリッパ１の固定部３と作動部４とが、一体構造物２から成る。作動部４は、固定部３の両側に配置されて、固定部３の前方側に一対の把持部５、５と、固定部３の後方側に一対の駆動部６、６と、これら一対の把持部５、５と一対の駆動部６、６とを接続する一対の弾性変形部７、７とを備えている。一対の駆動部６、６の間には、１個ないし複数個の伸縮アクチュエータ８が組み込まれて、伸縮アクチュエータ８が伸縮することにより、一対の駆動部６、６が変位動作し、これにより、一対の弾性変形部７、７が弾性変形して、一対の把持部５、５が所望の位置に変位動作するようになっている。【選択図】 図１

Description

本願の発明は、マイクログリッパに関し、特に構造が簡単で、微細な把持対象物を正確、確実に把持することが可能なマイクログリッパに関する。

数μｍから数百μｍまでのようなオーダーの大きさの微細な把持対象物を正確、確実に把持することは、容易ではない。微細な把持対象物の寸法に合わせて、把持部を製作し、これを微細な把持対象物の位置、姿勢に合わせて精密にセッティングし、外部環境を整えながら、これを正確、確実に把持することが容易でないからである。

従来、このような微細な把持対象物の把持を可能にするものとして、特開平６−１７０７６２号公報に記載されたものがある。このものは、矩形状四辺体の長手方向一辺の両端縁部から互いに対向するように斜め方向外側へ延在する２つの腕部を備えた枠形状圧電セラミック体から成り、該圧電セラミック体の長手方向二辺を第１及び第２の電極部として形成するとともに、前記２つの腕部の自由端縁部に互いに対向する把持部をそれぞれ形成し、第１及び第２の電極部に対し、その一方を伸長させると同時に他方を短縮させ、又はその一方を短縮させると同時に他方を伸長させるように電圧を負荷することにより、両把持部が互いに開閉して、把持対象物を把持・解放することができるように構成されている。そして、これにより、構成が簡単で、且つ、数μｍの微細物体でも把持し取り扱うことができるマイクロマニピュレータを提供することができるとされている（特許文献１）。なお、このものは、マイクロマニピュレータと呼ばれているが、マイクログリッパとしての機能を兼ね備えるものである。
特開平６−１７０７６２号公報

しかしながら、このものは、１軸方向に自由度を持ったマイクログリッパに止まっており、しかも、その２つの腕部は、本来、一体構造物から作出されたものではないから、その構造は、なお、最も簡単化されたものとなり得ているとは言い難い。

本願の発明は、従来のマイクログリッパが有する前記のような問題点を解決して、構造がさらに簡単化されて、微細な把持対象物を、その位置に合わせて正確、確実に把持することが可能なマイクログリッパを提供することを課題とする。

本願の発明によれば、前記のような課題は、次のようなマイクログリッパにより解決される。
すなわち、そのマイクログリッパは、微細なワークの把持を行うマイクログリッパの固定部と作動部とが、一体構造物から成り、前記作動部は、前記固定部の両側に配置されて、前記固定部の前方側に一対の把持部と、前記固定部の両側もしくは後方側に一対の駆動部と、これら一対の把持部と一対の駆動部とを接続する一対の弾性変形部とを備え、前記一対の駆動部の間もしくは前記一対の駆動部と前記固定部との間には、１個ないし複数個の伸縮アクチュエータが組み込まれて、前記伸縮アクチュエータが伸縮することにより、前記一対の駆動部が変位動作し、これにより、前記一対の弾性変形部が弾性変形して、前記一対の把持部が所望の位置に変位動作するようにされていることを特徴とするマイクログリッパである。

そのマイクログリッパは、前記のように構成されており、そのマイクログリッパは、固定部と作動部とを有する一体構造物と、該一体構造物中の所定部位に組み込まれる１個ないし複数個の伸縮アクチュエータとのみから構成され、伸縮アクチュエータを除く部分は、一体構造物をなしているので、部品点数が削減されて、その構造がきわめて簡単になる。しかも、伸縮アクチュエータの伸縮量を一体構造物中の弾性変形部の弾性変形量に直接関係付けることができるので、一対の把持部の各々の精密な位置設定が可能になり、微細な把持対象物を、その位置に合わせて正確、確実に把持することができる。

好ましい実施形態によれば、そのマイクログリッパの作動部が、固定部の両側に配置されて、該固定部の前方側に一対の把持部と、該固定部の後方側に一対の駆動部と、これら一対の把持部と一対の駆動部とを接続する一対の弾性変形部とを備え、該一対の駆動部は、その各々が単一の駆動杆から成り、該一対の単一の駆動杆間には、少なくとも１個の伸縮アクチュエータが組み込まれて、該伸縮アクチュエータが伸縮することにより、該一対の単一の駆動杆が変位動作し、これにより、該一対の弾性変形部が弾性変形して、該一対の把持部が所望の位置に変位動作するようにされている。

この構成により、そのマイクログリッパは、一対の把持部の各々の１軸方向（その一対の把持部が当初ある面内において、これら一対の把持部が接近・離反するＸ軸方向。この方向は、本発明においては、伸縮アクチュエータの伸縮方向と同じである。）における精密な位置設定が可能になり、微細な把持対象物を、その位置に合わせて正確、確実に把持することができる。

別の好ましい実施形態によれば、そのマイクログリッパの作動部が、固定部の両側に配置されて、該固定部の前方側に一対の把持部と、該固定部の後方側に一対の駆動部と、これら一対の把持部と一対の駆動部とを接続する一対の弾性変形部とを備え、該一対の駆動部は、その各々が２股状に分岐する分岐駆動杆を有する２股状駆動杆から成り、該一対の２股状駆動杆間には、少なくとも２個の伸縮アクチュエータが交差状に組み込まれて、該伸縮アクチュエータが伸縮することにより、該一対の２股状駆動杆が変位動作し、これにより、該一対の弾性変形部が弾性変形して、該一対の把持部が所望の位置に変位動作するようにされている。

この構成により、そのマイクログリッパは、一対の把持部の各々の２軸方向（その一対の把持部が当初ある面内において、これら一対の把持部が接近・離反するＸ軸方向、及び該面と直交する面内において、該Ｘ軸方向と直交するＺ軸方向、換言すれば、Ｘ−Ｚ平面内）における精密な位置設定が可能になり、微細な把持対象物を、その位置に合わせて正確、確実に把持することができる。

さらに別の好ましい実施形態によれば、そのマイクログリッパの作動部が、固定部の両側に配置されて、該固定部の前方側に一対の把持部と、該固定部の両側に一対の駆動部と、これら一対の把持部と一対の駆動部とを接続する一対の弾性変形部とを備え、該一対の駆動部は、その各々が２股状に分岐する分岐駆動杆を有する２股状駆動杆から成り、該一対の２股状駆動杆と該固定部との間には、該一対の２股状駆動杆の各々の各分岐駆動杆と該固定部との間に少なくとも１個の伸縮アクチュエータが組み込まれ、合計少なくとも４個の伸縮アクチュエータが組み込まれて、該伸縮アクチュエータが伸縮することにより、該一対の２股状駆動杆が変位動作し、これにより、該一対の弾性変形部が弾性変形して、該一対の把持部が所望の位置に変位動作するようにされている。

この構成により、そのマイクログリッパは、一対の把持部の各々の２軸方向（その一対の把持部が当初ある面内において、これら一対の把持部が接近・離反するＸ軸方向、及び該面と直交する面内において、該Ｘ軸方向と直交するＺ軸方向、換言すれば、Ｘ−Ｚ平面内）における精密な位置設定が相互に独立的に可能になり、微細な把持対象物を、その位置に合わせてより正確、確実、容易に把持することが可能になる。また、伸縮アクチュエータとして、小型、軽量のものを使用することができる。

さらに別の好ましい実施形態によれば、そのマイクログリッパの作動部が、固定部の両側に配置されて、該固定部の前方側に一対の把持部と、該固定部の両側に一対の駆動部と、これら一対の把持部と一対の駆動部とを接続する一対の弾性変形部とを備え、該固定部は、細長板状の固定アーム部と、該固定アーム部の後端から直立するＴ字状の固定ベース部とから成り、該一対の駆動部は、その各々が単一の駆動杆から成り、該一対の単一の駆動杆と該固定部との間には、該一対の単一の駆動杆の各々と該固定ベース部のＴ字の脚端との間及び該一対の単一の駆動杆の各々と該固定ベース部のＴ字の各腕端との間に少なくとも１個の伸縮アクチュエータがそれぞれ組み込まれ、合計少なくとも４個の伸縮アクチュエータが組み込まれて、該伸縮アクチュエータが伸縮することにより、該一対の単一の駆動杆が変位動作し、これにより、該一対の弾性変形部が弾性変形して、該一対の把持部が所望の位置に変位動作するようにされている。

この構成により、そのマイクログリッパは、伸縮アクチュエータの伸縮を、そのまま、一対の把持部の各々の２軸方向（その一対の把持部が当初ある面内において、これら一対の把持部が接近・離反するＸ軸方向、及び該面と直交する面内において、該Ｘ軸方向と直交するＺ軸方向）における位置変位として取り出すことができるので、その一対の把持部の各々の同２軸方向（換言すれば、Ｘ−Ｚ平面内）におけるさらに精密な位置設定が相互に独立的に可能になり、微細な把持対象物を、その位置に合わせてさらに正確、確実、容易に把持することができる。また、伸縮アクチュエータとして、小型、軽量のものを使用することができる。

さらに別の好ましい実施形態によれば、そのマイクログリッパの伸縮アクチュエータが、ピエゾ圧電素子から成るものとされている。

この構成により、そのマイクログリッパは、ピエゾ圧電素子に入力する電気量を一体構造物中の弾性変形部の弾性変形量に直接関係付けることができ、ピエゾ圧電素子に入力する電気量を精密に制御することにより、一体構造物中の弾性変形部の弾性変形量、牽いては、一対の把持部の各々の位置変位を精密に制御することができ、しかも、その制御は、比較的簡単であるので、一対の把持部の各々の精密な位置設定が容易になり、微細な把持対象物を、その位置に合わせて正確、確実、容易に把持することができる。

さらに別の好ましい実施形態によれば、そのマイクログリッパの一対の把持部が、その突出方向前端に伸縮可能な把持延長部をそれぞれ備えていることを特徴としている。

この構成により、そのマイクログリッパは、一対の把持部の各々の残りの１軸方向（その一対の把持部が当初ある面内において、これら一対の把持部が接近・離反するＸ軸方向と直交するＹ軸方向）における位置変位が可能となるので、一対の把持部の各々の３軸方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向、換言すれば、３次元空間内）における精密な位置設定が可能になり、微細な把持対象物を、その位置に合わせて正確、確実、容易に把持することが可能になる。

前記のとおり、本願の発明のマイクログリッパによれば、その固定部と作動部とを有する一体構造物と、該一体構造物中の所定部位に組み込まれる１個ないし複数個の伸縮アクチュエータとのみから構成され、伸縮アクチュエータを除く部分は、一体構造物をなしているので、部品点数が削減されて、その構造がきわめて簡単になる。しかも、伸縮アクチュエータの伸縮量を一体構造物中の弾性変形部の弾性変形量に直接関係付けることができるので、一対の把持部の各々の精密な位置設定が可能になり、微細な把持対象物を、その位置に合わせて正確、確実に把持することができる。

また、その伸縮アクチュエータがピエゾ圧電素子から成るものとされる場合には、ピエゾ圧電素子に入力する電気量を一体構造物中の弾性変形部の弾性変形量に直接関係付けることができ、ピエゾ圧電素子に入力する電気量を精密に制御することにより、一体構造物中の弾性変形部の弾性変形量、牽いては、一対の把持部の各々の位置変位を精密に制御することができ、しかも、その制御は、比較的簡単であるので、一対の把持部の各々の精密な位置設定が容易になり、微細な把持対象物を、その位置に合わせて正確、確実、容易に把持することができる。
その他、前記したような種々の効果を奏することができる。

本願の発明の一実施例（実施例１）のマイクログリッパの斜視図である。 本願の発明の他の実施例（実施例２）のマイクログリッパの斜視図である。 本願の発明のさらに他の実施例（実施例３）のマイクログリッパの斜視図である。 本願の発明のさらに他の実施例（実施例４）のマイクログリッパの斜視図である。

符号の説明

１、１１、２１、３１…マイクログリッパ、２、１２、２２、３２…一体構造物、３、１３、２３、３３…固定部、３３ａ…固定アーム部、３３ｂ…固定ベース部、４、１４、２４、３４…作動部、５、１５、２５、３５…把持部、６、１６、２６、３６…駆動部（単一の駆動杆）又は２股状駆動部、１６ａ、１６ｂ、２６ａ、２６ｂ…分岐駆動杆、７、１７、２７、３７…弾性変形部、８、１８ａ、１８ｂ、２８ａ、２８ｂ、３８ａ、３８ｂ…伸縮アクチュエータ、９、１９、２９、３９…把持対象物（ワーク）、１００…把持延長部。

微細なワークの把持を行うマイクログリッパの固定部と作動部とを、一体構造物から成るものとする。作動部は、固定部の両側に配置して、固定部の前方側に一対の把持部と、固定部の両側もしくは後方側に一対の駆動部と、これら一対の把持部と一対の駆動部とを接続する一対の弾性変形部とを備えるものとする。一対の駆動部の間もしくは該一対の駆動部と固定部との間には、１個ないし複数個の伸縮アクチュエータを組み込み、該伸縮アクチュエータが伸縮することにより、一対の駆動部が変位動作し、これにより、一対の弾性変形部が弾性変形して、一対の把持部が所望の位置に変位動作するようにする。

この場合において、その作動部は、固定部の両側に一対の駆動部を備えるものとし、該固定部は、細長板状の固定アーム部と、該固定アーム部の後端から直立するＴ字状の固定ベース部とから成るものとし、該一対の駆動部は、その各々が単一の駆動杆から成り、該一対の単一の駆動杆と固定部との間には、該一対の単一の駆動杆の各々と固定ベース部のＴ字の脚端との間及び該一対の単一の駆動杆の各々と固定ベース部のＴ字の各腕端との間に少なくとも１個の伸縮アクチュエータをそれぞれ組み込み、合計少なくとも４個の伸縮アクチュエータを組み込んで、該伸縮アクチュエータが伸縮することにより、一対の単一の駆動杆が変位動作し、これにより、一対の弾性変形部が弾性変形して、一対の把持部が所望の位置に変位動作するようにするのが好ましい。また、伸縮アクチュエータは、ピエゾ圧電素子から成るものとするのが好ましい。

次に、本願の発明の一実施例（実施例１）について説明する。
図１は、本実施例１のマイクログリッパの斜視図である。なお、以下の説明においては、マイクログリッパの一対の把持部がある方向を前方とし、その反対方向を後方とし、これら前後方向に沿う方向をＹ軸方向と定め、このＹ軸方向と直交し、且つ、一対の把持部が当初ある面に沿う方向をＸ軸方向と定め、Ｘ−Ｙ平面に直交する方向をＺ軸方向と定めることとする。このＸ軸方向は、一対の把持部が当初ある面内において、これら一対の把持部が接近・離反する方向に沿っている。

本実施例１のマイクログリッパ１は、１軸方向に自由度を持ったマイクログリッパであって、図１に図示されるように、その固定部３と作動部４とが、平面視Ｈ字形状をなす一体構造物２から成るものとされている。一体構造物２の材質としては、金属、樹脂、半導体等のいずれであっても良く、また、その加工法も、切削、放電加工、鋳造、リソグラフィエッチング等のいずれの方法に依っても良い。

固定部３は、一体構造物２のＨ字の略中央連結辺部分に、作動部４は、一体構造物２のＨ字の略両辺部分に、それぞれ相当しており、固定部３は、図示されないグリッパハウジングの器壁等にねじ、接着剤等の固着手段を用いて固定される。

作動部４は、固定部３の両側に配置されていて、固定部３の前方側（図１において左下方側）に一対の把持部５、５と、固定部３の後方側（図１において右上方側）に一対の駆動部６、６と、これら一対の把持部５、５と一対の駆動部６、６とを接続する一対の弾性変形部７、７とを備えている。一対の弾性変形部７、７は、固定部３にも接続している。

一対の駆動部６、６は、その各々が単一の駆動杆から成っていて、これら一対の単一の駆動杆６、６間に、１個の伸縮アクチュエータ８が組み込まれている。組み込まれる伸縮アクチュエータ８の個数としては、１個に限られず、その出力に応じて複数個とされても良い。

伸縮アクチュエータ８は、ピエゾ圧電素子から成るものとされており、ピエゾ圧電素子と電極とが交互に複数段に積層されて構成されたスタックアクチュエータのような伸縮アクチュエータが用いられている。そして、これが、その積層方向（伸縮方向）をＸ軸方向に沿わせて、一対の単一の駆動杆６、６間に組み込まれている。

この伸縮アクチュエータ８には、図示されない直流電源より電圧が印加されて、制御電流が通電される。そうすると、この伸縮アクチュエータ８は、圧電効果により伸縮し、その伸縮方向に沿って、一対の単一の駆動杆６、６が変位動作し、これにより、一対の弾性変形部７、７が弾性変形して、一対の把持部５、５が接近もしくは離反するようにＸ軸方向の所望の位置に変位動作する。このようにして、一対の把持部５、５は、ナノメータから数百ミクロンメータのオーダーのきわめて微小な精度で位置設定されて、所定の大きさの把持対象物（ワーク）９を、損傷を与えることなく、正確、確実に把持する。この場合の一対の弾性変形部７、７の弾性変形は、図示されるように、そこの部分の所定点に作用するＺ軸と同じ方向の軸回りの捩りモーメントＭｚに基づくものである。

一対の把持部５、５の突出方向前端には、必要に応じて把持延長部（不図示）がそれぞれ突設される。この把持延長部は、その長さ方向の中途にピエゾ圧電素子等が組み込まれて、伸縮可能な機能を備えたものとすることができる。このようにすることにより、このマイクログリッパ１は、一対の把持部５、５のＹ軸方向における位置変位も可能になる。把持延長部の長さは、把持対象物９の大きさ及びＹ軸方向位置に応じて適切な長さのものとされる。

本実施例１のマイクログリッパ１は、前記のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。
マイクログリッパ１は、固定部３と作動部４とを有する一体構造物２と、該作動部４の一部をなす一対の単一の駆動杆６、６間に組み込まれる１個ないし複数個の伸縮アクチュエータ８とのみから構成され、伸縮アクチュエータ８を除く部分は、一体構造物２をなしているので、部品点数が削減されて、その構造がきわめて簡単になる。しかも、伸縮アクチュエータ８の伸縮量を一対の弾性変形部７、７の弾性変形量に直接関係付けることができるので、一対の把持部５、５の各々のＸ軸方向における精密な位置設定が可能になり、微細な把持対象物９を、その位置に合わせて正確、確実に把持することができる。

また、その伸縮アクチュエータ８は、ピエゾ圧電素子から成るものとされているので、ピエゾ圧電素子に入力する電気量を一対の弾性変形部７、７の弾性変形量に直接関係付けることができ、ピエゾ圧電素子に入力する電気量を精密に制御することにより、この弾性変形部７、７の弾性変形量、牽いては、一対の把持部５、５の各々のＸ軸方向の位置変位を精密に制御することができ、しかも、その電気量制御は、比較的簡単であるので、一対の把持部５、５の各々の精密な位置設定が容易になり、微細な把持対象物９を、その位置に合わせて正確、確実、容易に把持することができる。

また、一対の把持部５、５が、その突出方向前端に所定長の伸縮可能な把持延長部をそれぞれ備えるものとされる場合には、マイクログリッパ１は、一対の把持部５、５の各々のＹ軸方向における位置変位も可能になり、一対の把持部５、５の各々の３軸方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向、換言すれば、３次元空間内）における精密な位置設定が可能になり、微細な把持対象物９を、その位置に合わせて正確、確実、容易に把持することが可能になる。

次に、本願の発明の他の実施例（実施例２）について説明する。
図２は、本実施例２のマイクログリッパの斜視図であり、実施例１のマイクログリッパと対応する部分には、実施例１のマイクログリッパに付した符号に１０を加えた符号を付している。

本実施例２のマイクログリッパ１１は、実施例１のマイクログリッパ１と比較すると、２軸方向に自由度を持ったマイクログリッパである点、一対の駆動部の構成の点、組み込まれる伸縮アクチュエータの個数及びそれらの組み込まれ方の点で異なっている。

すなわち、本実施例２のマイクログリッパ１１は、図２に図示されるように、その一対の駆動部１６、１６の各々が２股状に分岐する分岐駆動杆１６ａ、１６ｂを有する２股状駆動部１６から成り、該一対の２股状駆動部１６、１６間には、２個の伸縮アクチュエータ１８ａ、１８ｂが交差状に組み込まれていて、これらの伸縮アクチュエータ１８ａ、１８ｂが伸縮することにより、一対の２股状駆動部１６、１６の各々の各分岐駆動杆１６ａ、１６ｂが変位動作し、これにより、一対の弾性変形部１７、１７が弾性変形して、一対の把持部１５、１５が所望の位置に変位動作するようになっている。伸縮アクチュエータ１８ａ、１８ｂは、同じ大きさのものである。組み込まれる伸縮アクチュエータの数は、２個に限られず、さらに増やされても良い。

本実施例２において、伸縮アクチュエータ１８ａ、１８ｂの伸縮ベクトル、すなわち、一対の２股状駆動部１６、１６の各々の一対の分岐駆動杆１６ａ、１６ｂの変位ベクトルは、これをＸ軸方向成分とＺ軸方向成分とに分解することが可能である。一対の弾性変形部１７、１７の各々は、このようにして分解して得られたＸ軸方向成分の合力とＺ軸方向成分の合力とにより、それぞれＺ軸方向に平行な軸回りの捩りモーメントＭｚ、Ｘ軸方向に平行な軸回りの捩りモーメントＭｘを受けて弾性変形して、一対の把持部１５、１５の各々をＸ軸方向及びＺ軸方向の２軸方向に位置変位させて、これらのＸ−Ｚ平面内における精密な位置設定を可能にする。このようにして、一対の把持部１５、１５は、微細な把持対象物１９を、その位置に合わせて正確、確実に把持することができるようになる。その他、本実施例２は、実施例１と同様の効果を奏することができる。

なお、本実施例２において、一対の弾性変形部１７、１７の各々は、伸縮アクチュエータ１８ａ、１８ｂの異なる伸縮ベクトルにより、Ｙ軸方向に平行な軸回りの捩りモーメントＭｙをも受けて弾性変形して、一対の把持部１５、１５の各々を同軸回りに微小に回転変位させる可能性も存するが、把持対象物１９の把持に影響は生じない。

次に、本願の発明のさらに他の実施例（実施例３）について説明する。
図３は、本実施例３のマイクログリッパの斜視図であり、実施例２のマイクログリッパと対応する部分には、実施例２のマイクログリッパに付した符号に１０を加えた符号を付している。

本実施例３のマイクログリッパ２１は、実施例２のマイクログリッパ１１と比較すると、固定部の構成の点、組み込まれる伸縮アクチュエータの個数及びそれらの組み込まれ方の点で異なっている。

すなわち、本実施例３のマイクログリッパ２１は、図３に図示されるように、固定部２３が後方に延長されて、細長板状の固定部となっていて、一対の２股状駆動部２６、２６が、該固定部２３の両側に配置されたものとなっている。この結果、一対の２股状駆動部２６、２６の各々の各分岐駆動杆２６ａ、２６ｂと固定部２３との間に１個の伸縮アクチュエータが組み込まれ、合計４個の伸縮アクチュエータ２８ａ、２８ｂ、２８ａ、２８ｂが組み込まれて、これらの伸縮アクチュエータが伸縮することにより、各分岐駆動杆２６ａ、２６ｂが変位動作し、これにより、一対の弾性変形部２７、２７が弾性変形して、一対の把持部２５、２５が所望の位置に変位動作するようになっている。伸縮アクチュエータ２８ａ、２８ｂは、異なる大きさのものである。組み込まれる伸縮アクチュエータの数は、４個に限られず、さらに増やされても良い。

本実施例３においても、伸縮アクチュエータ２８ａ、２８ｂの伸縮ベクトル、すなわち、一対の２股状駆動部２６、２６の各々の一対の分岐駆動杆２６ａ、２６ｂの各変位ベクトルをＸ軸方向成分とＺ軸方向成分とに分解することが可能で、これらのベクトル成分により、一対の弾性変形部２７、２７の各々がＺ軸方向に平行な軸回りの捩りモーメントＭｚ、Ｘ軸方向に平行な軸回りの捩りモーメントＭｘを受けて弾性変形して、一対の把持部２５、２５の各々をＸ軸方向及びＺ軸方向の２軸方向に位置変位させて、これらのＸ−Ｚ平面内における精密な位置設定を可能にすることは明らかであろう。この場合において、一側の伸縮アクチュエータ２８ａ、２８ｂの組と他側の伸縮アクチュエータ２８ａ、２８ｂの組とを相互に独立的に制御することにより、一対の把持部２５、２５の各々の位置設定を相互に独立的に行うことも可能である。このようにして、一対の把持部２５、２５は、微細な把持対象物２９を、その位置に合わせてより正確、確実、容易に把持することができるようになる。

本実施例３においては、固定部２３が細長板状のものとされて、後方に延長されているので、マイクログリッパ２１の固定がより安定化する。また、伸縮アクチュエータとして、小型、軽量のものを使用することができる。その他、本実施例３は、実施例２と同様の効果を奏することができる。

次に、本願の発明のさらに他の実施例（実施例４）について説明する。
図４は、本実施例４のマイクログリッパの斜視図であり、実施例１及び実施例３のマイクログリッパと対応する部分には、これらの実施例のマイクログリッパに付した符号に３０又は１０を加えた符号を付している。

本実施例４のマイクログリッパ３１も、２軸方向に自由度を持ったマイクログリッパであるが、以上に説明した実施例１〜３のマイクログリッパ１１と比較すると、固定部の構成の点及び組み込まれる４個の伸縮アクチュエータの組み込まれ方の点で異なっている。

すなわち、本実施例４のマイクログリッパ３１は、図４に図示されるように、固定部３３が後方に延長されて、細長板状の固定アーム部３３ａと、該固定アーム部３３ａの後端から直立するＴ字状の固定ベース部３３ｂとから成るものとされていて、一対の駆動部３６、３６が、該固定部３３の両側に配置されたものとなっている。なお、この一対の駆動部３６、３６は、実施例１と同様に、その各々が単一の駆動杆３６から成るものとされている。一対の把持部３５、３５は、その突出方向前端に把持延長部１００、１００をそれぞれ備えている

この結果、一対の単一の駆動杆３６、３６の各々と固定ベース部３３ｂのＴ字の脚端との間及び一対の単一の駆動杆３６、３６の各々と固定ベース部３３ｂのＴ字の各腕端との間に、それぞれ１個の伸縮アクチュエータ３８ａ、３８ｂが組み込まれ、合計４個の伸縮アクチュエータ３８ａ、３８ｂ、３８ａ、３８ｂが組み込まれて、これらの伸縮アクチュエータが伸縮することにより、一対の単一の駆動杆３６、３６が変位動作し、これにより、一対の弾性変形部３７、３７が弾性変形して、一対の把持部３５、３５が所望の位置に変位動作するようになっている。伸縮アクチュエータ３８ａ、３８ｂは、異なる大きさのものであるが、同一のものが使えるようにも設計可能である。組み込まれる伸縮アクチュエータの数は、４個に限られず、さらに増やされても良い。

本実施例４においては、伸縮アクチュエータ３８ａ、３８ｂ、３８ａ、３８ｂの各伸縮ベクトルは、Ｘ軸方向成分もしくはＺ軸方向成分のみとなるので、これらのベクトル成分により、一対の弾性変形部３７、３７の各々がＺ軸方向に平行な軸回りの捩りモーメントＭｚ及びＸ軸方向に平行な軸回りの捩りモーメントＭｘを受けて弾性変形して、一対の把持部３５、３５の各々をＸ軸方向及びＺ軸方向に位置変位させて、これらのＸ−Ｚ平面内における精密な位置設定を可能にすることはより明らかであろう。

このようにして、これらの伸縮アクチュエータの伸縮を、そのまま、一対の把持部３５、３５の各々のＸ軸方向、Ｚ軸方向における位置変位として取り出すことができ、一対の把持部３５、３５の各々のＸ−Ｚ平面内におけるさらに精密な位置設定が相互に独立的に可能になり、一対の把持部３５、３５は、微細な把持対象物３９を、その位置に合わせてさらに正確、確実、容易に把持することができるようになる。

本実施例４においては、固定部３３が固定アーム部３３ａと固定ベース部３３ｂとから成るものとされているので、実施例３と比較しても、マイクログリッパ３１の固定がより安定化する。また、伸縮アクチュエータとして、小型、軽量のものを使用することができる。その他、本実施例４は、実施例３と同様の効果を奏することができる。

なお、本願の発明は、以上の実施例に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。
例えば、伸縮アクチュエータとしては、ピエゾ圧電素子以外にも、静電アクチュエータや電磁力アクチュエータ等、各種の伸縮性のアクチュエータを用いることができる。

Claims (7)

1. 微細なワークの把持を行うマイクログリッパの固定部と作動部とが、一体構造物から成り、
   前記作動部は、前記固定部の両側に配置されて、前記固定部の前方側に一対の把持部と、前記固定部の両側もしくは後方側に一対の駆動部と、これら一対の把持部と一対の駆動部とを接続する一対の弾性変形部とを備え、
   前記一対の駆動部の間もしくは前記一対の駆動部と前記固定部との間には、１個ないし複数個の伸縮アクチュエータが組み込まれて、
   前記伸縮アクチュエータが伸縮することにより、前記一対の駆動部が変位動作し、これにより、前記一対の弾性変形部が弾性変形して、前記一対の把持部が所望の位置に変位動作するようにされている
   ことを特徴とするマイクログリッパ。
2. 前記作動部は、前記固定部の両側に配置されて、前記固定部の前方側に一対の把持部と、前記固定部の後方側に一対の駆動部と、これら一対の把持部と一対の駆動部とを接続する一対の弾性変形部とを備え、
   前記一対の駆動部は、その各々が単一の駆動杆から成り、
   前記一対の単一の駆動杆間には、少なくとも１個の伸縮アクチュエータが組み込まれて、
   前記伸縮アクチュエータが伸縮することにより、前記一対の単一の駆動杆が変位動作し、これにより、前記一対の弾性変形部が弾性変形して、前記一対の把持部が所望の位置に変位動作するようにされている
   ことを特徴とする請求項１に記載のマイクログリッパ。
3. 前記作動部は、前記固定部の両側に配置されて、前記固定部の前方側に一対の把持部と、前記固定部の後方側に一対の駆動部と、これら一対の把持部と一対の駆動部とを接続する一対の弾性変形部とを備え、
   前記一対の駆動部は、その各々が２股状に分岐する分岐駆動杆を有する２股状駆動杆から成り、
   前記一対の２股状駆動杆間には、少なくとも２個の伸縮アクチュエータが交差状に組み込まれて、
   前記伸縮アクチュエータが伸縮することにより、前記一対の２股状駆動杆が変位動作し、これにより、前記一対の弾性変形部が弾性変形して、前記一対の把持部が所望の位置に変位動作するようにされている
   ことを特徴とする請求項１に記載のマイクログリッパ。
4. 前記作動部は、前記固定部の両側に配置されて、前記固定部の前方側に一対の把持部と、前記固定部の両側に一対の駆動部と、これら一対の把持部と一対の駆動部とを接続する一対の弾性変形部とを備え、
   前記一対の駆動部は、その各々が２股状に分岐する分岐駆動杆を有する２股状駆動杆から成り、
   前記一対の２股状駆動杆と前記固定部との間には、前記一対の２股状駆動杆の各々の各分岐駆動杆と前記固定部との間に少なくとも１個の伸縮アクチュエータが組み込まれ、合計少なくとも４個の伸縮アクチュエータが組み込まれて、
   前記伸縮アクチュエータが伸縮することにより、前記一対の２股状駆動杆が変位動作し、これにより、前記一対の弾性変形部が弾性変形して、前記一対の把持部が所望の位置に変位動作するようにされている
   ことを特徴とする請求項１に記載のマイクログリッパ。
5. 前記作動部は、前記固定部の両側に配置されて、前記固定部の前方側に一対の把持部と、前記固定部の両側に一対の駆動部と、これら一対の把持部と一対の駆動部とを接続する一対の弾性変形部とを備え、
   前記固定部は、細長板状の固定アーム部と、該固定アーム部の後端から直立するＴ字状の固定ベース部とから成り、
   前記一対の駆動部は、その各々が単一の駆動杆から成り、
   前記一対の単一の駆動杆と前記固定部との間には、前記一対の単一の駆動杆の各々と前記固定ベース部のＴ字の脚端との間及び前記一対の単一の駆動杆の各々と前記固定ベース部のＴ字の各腕端との間に少なくとも１個の伸縮アクチュエータがそれぞれ組み込まれ、合計少なくとも４個の伸縮アクチュエータが組み込まれて、
   前記伸縮アクチュエータが伸縮することにより、前記一対の単一の駆動杆が変位動作し、これにより、前記一対の弾性変形部が弾性変形して、前記一対の把持部が所望の位置に変位動作するようにされている
   ことを特徴とする請求項１に記載のマイクログリッパ。
6. 前記伸縮アクチュエータが、ピエゾ圧電素子から成ることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のマイクログリッパ。
7. 前記一対の把持部が、その突出方向前端に伸縮可能な把持延長部をそれぞれ備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のマイクログリッパ。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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