挟持装置及びこの挟持装置を有する設備
【課題】バイメタルを用いて、ワークにダメージを与えないように、ワークを微小な力で挟持することができ、かつ、信頼性、実用性及び生産性などに優れた挟持装置及びこの挟持装置を有する設備の提供を目的とする。
【解決手段】挟持装置１は、平行リンク機構の固定リンクとしてのベースプレート１１と、原節としての一対のバイメタル１３と、連接棒としての当接部材１４とを有し、温度変化によりバイメタル１３が変形すると、平行リンク機構により当接部材１４が挟持方向に移動してベアチップ３を押圧し、ベアチップ３を挟持する。
【解決手段】挟持装置１は、平行リンク機構の固定リンクとしてのベースプレート１１と、原節としての一対のバイメタル１３と、連接棒としての当接部材１４とを有し、温度変化によりバイメタル１３が変形すると、平行リンク機構により当接部材１４が挟持方向に移動してベアチップ３を押圧し、ベアチップ３を挟持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベアチップなどのワークを挟持する挟持装置及びこの挟持装置を有する設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベアチップ、電子部品などのワークをハンドリングする装置は、ワークにダメージを与えないように、適切な力でワークを挟持する必要がある。この挟持力を制御するために、通常、ロードセル等が用いられており、チャック部が大型化するとともに、構成が複雑になっている。
【０００３】
また、近年の電子部品は、小型化及び軽量化により脆弱化している。このため、従来にも増して、ワークにダメージを与えないようにワークを挟持することができ、かつ、信頼性や実用性などに優れた技術が要望されている。
さらに、電子部品は、様々な生産設備や検査設備などを用いて生産されており、これらの設備においても、ワークにダメージを与えないように、ワークを色々な方向から微小な力で挟持することができ、かつ、信頼性、実用性及び生産性などに優れた技術が要望されている。
上記要望に応えるために、様々な技術が提案されている。
【０００４】
たとえば、特許文献１には、半導体チップからなる本体と、熱膨脹の異なる種々の材料の層から形成されている、把持部材としての舌片とを有する把持装置の技術が開示されている。
また、特許文献２には、２つの可撓性フィンガーと、これらの可撓性フィンガーを開閉させる開閉駆動手段とからなる超小型グリッパーの技術が開示されている。この開閉駆動手段は、２つの可撓性フィンガーのそれぞれに設けられた少なくとも２つの金属層からなり、この金属層は異なる熱膨張係数を有している。
さらに、特許文献３には、表面実装されたプリント配線基板上の電子部品を取り外す装置および取り外し方法の技術が開示されている。この技術では、加熱された不活性ガスを供給する取り外し具に、加熱により内側に向けて変形する変形素材が備えられている。
【０００５】
また、特許文献４には、一対のバイメタルを用いた平行リンク機構を用いて、出力側ファイバの位置制御を行う、波長分割多重回路の技術が開示されている。
この波長分割多重回路は、光源の波長変化量と対応するように、バイメタルの材質、あるいは、バイメタルで構成した二辺の長さを適宜選択することにより、光源の温度に波長変化を補償することができる。
【特許文献１】特公平０８−００９１４８号公報
【特許文献２】特開平０８−０５２６７３号公報
【特許文献３】特開２００１−０７７５２６号公報
【特許文献４】特開昭５８−００９１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１の把持装置は、ミクロン単位の小さな対象物を把持する技術であり、数ｍｍから数十ｍｍのベアチップなどのワークに適用することは、困難であった。
また、特許文献２の超小型グリッパーは、超小型機械部品、あるいは、生体等を掴む（把持する）ことを目的とした技術であり、量産用の汎用生産設備に用いることは、実質的に困難であった。
さらに、特許文献３の技術は、変形素材や半田などの温度制御を考慮すると、変形素材の動作が不安定となり、実用化が困難であった。
【０００７】
このように、バイメタルなどの温度変化を変位に変換する部材を用いて挟持する技術は、様々提案されてきたものの、特に、量産用の汎用設備などにおいては、実現性が乏しいといった問題があった。すなわち、ワークにダメージを与えないようにワークを挟持することができるものの、信頼性や実用性などの要望に応えることができなかった。
【０００８】
また、特許文献４の技術は、一対のバイメタルを用いた平行リンク機構を用いて、位置制御を行うものの、光源の温度に波長変化を補償するための技術であった。すなわち、一対のバイメタルを用いた平行リンク機構を用いて、位置制御を行う技術を、様々な生産設備や検査設備などに適用するには、ワークにダメージを与えないように、ワークを色々な方向から微小な力で挟持することができ、かつ、信頼性、実用性及び生産性などに優れた技術とする必要があった。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決すべく、バイメタルを用いて、ワークにダメージを与えないように、ワークを微小な力で挟持することができ、かつ、信頼性、実用性及び生産性などに優れた挟持装置及びこの挟持装置を有する設備の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の挟持装置は、基部と、ワークに当接する当接部材と、基部と当接部材とを連結する少なくとも二つ以上の連結部材とを有している。また、この挟持装置は、二つ以上の連結部材のうち、少なくとも一つの連結部材がバイメタルからなり、さらに、バイメタルが温度変化により変形することによって、当接部材が挟持方向に移動してワークを押圧し、ワークを挟持する構成としてある。
【００１１】
また、挟持装置は、通常、二つ以上の連結部材の全てがバイメタルであり、基部、当接部材及び二つ以上の連結部材が平行リンク機構を構成する。さらに、バイメタルの温度を制御する温度制御手段を有している。
なお、二つ以上のバイメタルは、基部に固定された状態で、温度変化に応じて変形する。すなわち、本発明における平行リンク機構とは、あたかも平行リンク機構のように動作する機構（擬似的な平行リンク機構）をいう。
【００１２】
好ましくは、当接部材の挟持方向の所定の位置に、ワークと当接して該ワークを挟持する受け部材を有するとよい。
また、バイメタルと当接部材とが、軸支部材や可撓性を有する部材を介して、回動自在に連結されるとよい。
さらに、基部、当接部材及び二つ以上の連結部材を二組以上有し、二組以上の当接部材の挟持方向が、異なる方向であったり、あるいは、同一方向であるとよい。
また、ワークの挟持状態を解除する強制解除手段を有するとよい。
なお、本発明は、挟持装置に限定されるものではなく、たとえば、上述した挟持装置を有する設備としても有効である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の挟持装置及びこの挟持装置を有する設備によれば、バイメタルを用いて、ワークにダメージを与えないように、ワークを微小な力で挟持することができ、かつ、信頼性、実用性及び生産性などを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態にかかる挟持装置を説明するための概略図であり、（ａ）は挟持していない状態の側面図を示しており、（ｂ）はＡ−Ａ断面図を示しており、（ｃ）は挟持した状態の側面図を示しており、（ｄ）はＢ−Ｂ断面図を示している。
図１において、本実施形態の挟持装置１は、ベースプレート１１、受け板１２、バイメタル１３、当接部材１４、軸支部材１５及びセラミックヒータ１６を有している。この挟持装置１は、ワークとしてベアチップ３を挟持する。また、挟持装置１は、矩形板状の断熱ブロック１７を介して、エアスライダ２の下面に取り付けられている。
なお、挟持装置１が挟持するワークは、ベアチップ３に限定されるものではなく、たとえば、様々な形状の電子部品などを挟持することができる。
【００１５】
ベースプレート１１は、矩形状の金属板である。この金属板の材質としては、通常、熱伝導性に優れたアルミニウムや銅などが用いられる。また、ベースプレート１１の上面には、矩形板状のセラミックヒータ１６が、重ね合わせた状態で設けられている。これにより、セラミックヒータ１６の熱が短時間でバイメタル１３に伝達されるので、当接部材１４の挟持方向への移動速度（挟持速度）や挟持動作の応答性などが向上する。
【００１６】
また、ベースプレート１１は、一つの辺（挟持方向の辺）に対応する下面の縁部に、受け板１２が突設されている。図示してないが、受け板１２は、通常、ねじなどによってベースプレート１１に固定される。さらに、上記一つの辺と対向する辺（解除方向の辺）に対応する下面の縁部に、受け板１２と対向するように、二枚のバイメタル１３が突設されている。二枚のバイメタル１３は、所定のピッチだけ離れた状態で、ベースプレート１１に固定されている。各バイメタル１３は、ベースプレート１１に形成された二つの溝にそれぞれ埋設されている。ここで、上記所定のピッチは、平行リンク機構の固定リンクの長さであり、ベースプレート１１は、平行リンク機構の固定リンクとして機能する。
【００１７】
各バイメタル１３は、同一であり、熱膨張率が異なる二枚の金属板を貼り合せた構成としてある。バイメタル１３は、室温においては、図１（ａ）に示すように、側面方向から見ると垂直方向に直線状の平板であるが、セラミックヒータ１６によって温度が上昇すると、図１（ｃ）に示すように、挟持方向に撓むように変形する。
本実施形態では、二つの連結部材をバイメタル１３としてあるので、二つのバイメタル１３が、平行リンク機構の二つの原節として機能する。これにより、ベアチップ３を挟持する力（適宜、挟持力と略称する。）が、一つのバイメタル１３を有する場合のほぼ二倍となる。さらに、挟持力を二つのバイメタル１３によって発生させることにより、挟持力の信頼性が向上し、実用的な構成となる。
また、バイメタル１３は、当接部材１４の幅寸法とほぼ同じ幅寸法を有する矩形状としてあるが、この形状に限定されるものではない。すなわち、バイメタル１３に使用される二つの金属材料や、バイメタル１３の幅、長さ及び厚さなどは、ワークの重量などに応じて適宜設定される。
【００１８】
当接部材１４は、樹脂や金属などからなる矩形平板としてあり、軸支部材１５を介して各バイメタル１３と回動自在に連結されている。軸支部材１５は、金属などからなる細長い平板と、この両端から下方に突設されたほぼ半円状の一対の側板からなる。軸支部材１５は、平板の上面に形成された溝に、バイメタル１３の下端が埋設され、側板から突設されたピンが、当接部材１４の側面の穴に回動自在に嵌入する。このようにすると、当接部材１４がスムースに移動することができ、耐久性などを向上させることができる。
上記ピンのピッチは、固定リンクの長さと同じであり、当接部材１４は、平行リンク機構の連接棒として機能する。すなわち、ベースプレート１１、二つのバイメタル１３及び当接部材１４は、平行リンク機構（擬似的な平行リンク機構）を構成する。
【００１９】
このようにすると、セラミックヒータ１６の加熱によりバイメタル１３の温度が上昇すると、バイメタル１３が挟持方向に撓むように変形する。そして、平行リンク機構により、当接部材１４は、挟持方向に移動し、当接部材１４の挟持方向の端面が、ベアチップ３の側面を押圧する。
また、セラミックヒータ１６への通電が停止されると、バイメタル１３の温度が下がり、バイメタル１３がもとの直線状態（平板の状態）にもどる。そして、平行リンク機構により、当接部材１４は、解除方向に移動し、当接部材１４の挟持方向の端面が、ベアチップ３の側面から離れる。
【００２０】
受け板１２は、金属や樹脂などからなる矩形状の平板であり、上述したように、ねじなどによってベースプレート１１に固定される。この受け板１２は、当接部材１４の挟持方向の所定の位置に、設けられている。この所定の位置とは、バイメタル１３が室温であるとき、当接部材１４の挟持方向の端面と受け板１２の解除方向の側面との距離（Ｌ）が、ベアチップ３の幅寸法（Ｗ）＋適度のクリアランス（２×Δ）となる位置（Ｌ＝Ｗ＋２×Δとなる位置）である。また、挟持装置１がベアチップ３を挟持する際の、当接部材１４の挟持方向への移動量（ΔＬ）は、ΔＬ>２×Δである。
【００２１】
本実施形態の挟持装置１は、ベアチップ３を押圧する当接部材１４と、ベアチップ３と当接する受け板１２とによって、ベアチップ３を挟持する構成としてある。ここで、当接部材１４はバイメタル１３による弾性を有しているが、受け板１２は剛体であり、弾性を有していない。したがって、当接部材１４が解除方向に移動し始めても、ベアチップ３は受け板１２と当接したまま移動しない。そして、当接部材１４が解除方向にさらに移動しベアチップ３から離れると、ベアチップ３は、真下に落下する。すなわち、受け板１２を剛体とすることにより、ベアチップ３の挟持を解除する際、ベアチップ３の位置精度が低下するといった不具合を回避することができる。
なお、上記構成に限定されるものではない。たとえば、受け板１２の代わりに、一対のバイメタル１３、軸支部材１５や当接部材１４を設け、ベアチップ３を対向する当接部材１４で挟持することもできる。この場合には、当接部材１４がベアチップ３から離れるタイミングなどによって、ベアチップ３の位置精度が低下することもある。
【００２２】
セラミックヒータ１６は、バイメタル１３の温度を制御する温度制御手段であり、挟持のオン−オフや挟持力などを制御する。
また、本実施形態では、ベースプレート１１の上面にセラミックヒータ１６を設け、ベースプレート１１を介して熱をバイメタル１３に伝達する構成としてある。なお、この構成に限定されるものではなく、たとえば、バイメタル１３に直接的にヒータ（図示せず）を取り付ける構成としてもよい。
【００２３】
断熱ブロック１７は、セラミックなどからなる断熱用の矩形状の平板であり、エアスライダ２とセラミックヒータ１６の間に挟まれるように設けられている。
【００２４】
エアスライダ２は、挟持装置１を上下方向（たとえば、直交座標系のＺ軸方向）に移動させる移動手段である。また、図示してないが、エアスライダ２は、水平方向（たとえば、直交座標系のＸ軸方向及びＹ軸方向）などに挟持装置１を移動させる移動手段と連結されている。すなわち、挟持装置１は、ベアチップ３の搭載、配列、実装、及び、検査の少なくとも一つを行う設備に用いられる。このように、本実施形態の挟持装置１は、挟持装置１を有する設備の発明としても有効である。
なお、本実施形態では、移動手段としてエアスライダ２を用いたが、これに限定されるものではなく、電磁ソレノイドやリニアモータなどを用いてもよい。
【００２５】
次に、上記構成の挟持装置１の動作及び効果について、説明する。
挟持装置１は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、エアスライダ２などにより、ベアチップ３を挟持する位置に移動される。このとき、セラミックヒータ１６には通電されておらず、バイメタル１３は室温である。したがって、当接部材１４と受け板１２の距離は、上述したように距離Ｌである。また、当接部材１４とベアチップ３は、適度のクリアランスΔだけ離れており、受け板１２とベアチップ３は、適度のクリアランスΔだけ離れている。
【００２６】
次に、セラミックヒータ１６に通電すると、セラミックヒータ１６の温度が上昇し、この熱がベースプレート１１を介してバイメタル１３に伝達される。そして、バイメタル１３の温度が上昇すると、バイメタル１３が挟持方向に撓むように変形する。これにより、図１（ｃ）、（ｄ）に示すように、当接部材１４が、ベアチップ３を押圧し、挟持方向に移動させ、ベアチップ３が受け板１２と当接し、挟持装置１がベアチップ３を挟持する。このようにすると、ベアチップ３を微小な力でチャッキング（挟持）することができ、ベアチップ３に損傷を与えるといった不具合を防止することができる。
【００２７】
次に、エアスライダ２などにより、挟持装置１によって挟持されたベアチップ３が移動される。このとき、セラミックヒータ１６への通電が制御され、バイメタル１３が挟持する温度に維持されているので、ベアチップ３が落下することはない。
【００２８】
続いて、挟持装置１がベアチップ３を解除する位置に移動されると、セラミックヒータ１６への通電が停止する。これにより、バイメタル１３の温度が低下して、もとの直線状態（平板の状態）にもどり、当接部材１４が解除方向に移動する。そして、当接部材１４がベアチップ３から離れると、ベアチップ３の挟持が解除される。
この際、ベアチップ３は、受け板１２によって位置決めされているので、解除によってベアチップ３の位置がずれるといった不具合を回避することができ、挟持装置１としての信頼性や実用性を向上させることができる。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態の挟持装置１は、バイメタル１３を用いた平行リンク機構によって、当接部材１４を挟持方向に移動させることができる。これにより、挟持装置１は、ベアチップ３を微小な力でチャッキング（挟持）することができ、ベアチップ３に損傷を与えるといった不具合を防止することができる。さらに、挟持装置１としての信頼性や実用性を向上させることができる。
また、挟持装置１は、ロードセルが不要であり、構造が単純化されるので、小型化することができる。さらに、小型化されることによって、吸着ハンド（図示せず）との流用を図ることができる。
また、本実施形態の挟持装置１は、様々な応用例を有している。
次に、これらの応用例について、図面を参照して説明する。
【００３０】
＜第一応用例＞
図２は、本発明の第一実施形態の第一応用例にかかる挟持装置を説明するための、要部の概略拡大図であり、（ａ）は挟持していない状態の側面図を示しており、（ｂ）は挟持した状態の側面図を示している。
本応用例は、第一実施形態の挟持装置１と比べて、軸支部材１５の代わりに、当接部材１４ａが、可撓部１４２を有する点が相違する。その他の構成は、ほぼ第一実施形態と同様としてある。
当接部材１４ａは、樹脂製の矩形状の板部材であり、バイメタル１３の下端が埋設される壁１４１が突設されている。壁１４１は、付け根の部分がくびれた可撓部１４２となっている。可撓部１４２は、可撓性を有しており、バイメタル１３と当接部材１４ａとを回動自在に連結する。
【００３１】
このようにすると、当接部材１４ａは、可撓部１４２が撓むことによって、バイメタル１３に対して回動することができる。すなわち、この挟持装置１は、ベアチップ３を挟持する際、バイメタル１３と当接部材１４ａとが摺動しないので、摺動によるダストの発生が抑制され、クリーンルーム内での使用に好適である。
【００３２】
＜第二応用例＞
図３は、本発明の第一実施形態の第二応用例にかかる挟持装置の冷却手段などを説明するための概略拡大側面図を示している。
本応用例は、第一実施形態の挟持装置１と比べて、バイメタル１３を冷却するためのエアパイプ１８や温度センサ１９を有する点が相違する。その他の構成は、ほぼ第一実施形態と同様としてある。
エアパイプ１８は、冷却用のエアーを吹き付けるパイプであり、電磁弁（図示せず）などと接続されている。また、温度センサ１９は、バイメタル１３に取り付けられており、バイメタル１３の温度を測定する。図示してないが、セラミックヒータ１６、温度センサ１９及びエアパイプ１８の電磁弁は、制御部によって制御される。
【００３３】
このようにすると、ベアチップ３の挟持を解除する際、バイメタル１３を強制的に空冷することができるので、挟持装置１の動作速度（解除する速度）を速くしたり、動作サイクルを短縮することができる。これにより、生産性などを向上させることができる。
また、温度センサ１９を設けることにより、バイメタル１３の温度を制御できるので、ベアチップ３を挟持する力を精度よく調節することができる。
さらに、バイメタル１３の温度をモニタすることができるので、ベアチップ３を挟持した状態（又は、挟持可能な状態）にあるのか、あるいは、挟持を解除した状態にあるのかなどを、制御部にて確認できる。これにより、挟持装置１の動作の信頼性を向上させることができる。
【００３４】
＜第三応用例＞
図４は、本発明の第一実施形態の第三応用例にかかる挟持装置を説明するための概略図であり、（ａ）は挟持していない状態の側面図を示しており、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図を示しており、（ｃ）は挟持した状態の側面図を示しており、（ｄ）はＤ−Ｄ断面図を示している。
本応用例は、第一実施形態の挟持装置１と比べて、ベースプレート１１、一対のバイメタル１３及び当接部材１４による平行リンク機構を、直交する方向に二つ有する点が相違する。その他の構成は、ほぼ第一実施形態と同様としてある。
二つの当接部材１４は、互いに直交する方向に設けられており、二つの受け板１２も互いに直交する方向に設けられている。
このようにすると、ベアチップ３を二方向から挟持することができ、ベアチップ３をより確実に挟持することができる。
【００３５】
＜第四応用例＞
図５ａは、本発明の第一実施形態の第四応用例にかかる挟持装置を説明するための概略拡大側面図を示している。
図５ａにおいて、本応用例の挟持装置１´は、第一実施形態の挟持装置１と比べて、ベースプレート１１、一対のバイメタル１３及び当接部材１４による平行リンク機構を、同一方向に二つ有する点が相違する。その他の構成は、ほぼ第一実施形態と同様としてある。
二つの当接部材１４は、同一方向に並べて設けられており、新たに追加された平行リンク機構は、ベースプレート１１´、一対のバイメタル１３´及び当接部材１４´を有している。当接部材１４´は、ほぼ当接部材１４と接するように設けられている。また、セラミックヒータ１６´は、セラミックヒータ１６とは別の回路によって、通電される。
【００３６】
図５ｂは、本発明の第一実施形態の第四応用例にかかる挟持装置の、ハーフ出力による挟持状態を説明するための概略拡大側面図を示している。
図５ｂにおいて、挟持装置１´は、セラミックヒータ１６にだけ通電されている。これにより、一対のバイメタル１３が挟持方向に撓むように変形し、当接部材１４がベアチップ３を挟持する。すなわち、挟持装置１´は、ベアチップ３を一対のバイメタル１３による力（ほぼ５０％の出力）で挟持する。
【００３７】
また、図５ｃは、本発明の第一実施形態の第四応用例にかかる挟持装置の、フル出力による挟持状態を説明するための概略拡大側面図を示している。
図５ｃにおいて、挟持装置１´は、セラミックヒータ１６及びセラミックヒータ１６´に通電されている。これにより、バイメタル１３及びバイメタル１３´が挟持方向に撓むように変形し、当接部材１４´が当接部材１４を押圧し、さらに、当接部材１４がベアチップ３を押圧する。すなわち、挟持装置１´は、ベアチップ３を一対のバイメタル１３及び一対のバイメタル１３´による力（ほぼ１００％の出力）で挟持する。
【００３８】
このように、本応用例の挟持装置１´は、ベアチップ３を挟持する力を、二段階に制御することができる。すなわち、図示してないが、ベアチップ３に新たな部品などが実装され、ベアチップ３が重くなる場合であっても、確実かつ容易に対応することができる。
【００３９】
［第二実施形態］
図６は、本発明の第二実施形態にかかる挟持装置を説明するための概略拡大側面図を示している。
図６において、本実施形態の挟持装置１ｂは、第一実施形態と比べて、断熱ブロック１７ｂ、セラミックヒータ１６ｂ、ベースプレート１１ｂ、バイメタル１３、軸支部材１５及び当接部材１４がエアスライダ２に対して移動自在に設けられている点が相違する。その他の構成は、ほぼ第一実施形態と同様としてある。
【００４０】
挟持装置１ｂは、第一実施形態と同様の平行リンク機構（擬似的な平行リンク機構）を有し、第一実施形態に比べて、小型のベースプレート１１ｂ及びセラミックヒータ１６ｂを有している。さらに、ベースプレート１１ｂ及びセラミックヒータ１６ｂは、鉤状に曲った断熱ブロック１７ｂに取り付けられている。
また、エアスライダ２の下面にエアシリンダ保持部材４１が固定されており、エアシリンダ保持部材４１に埋設されたエアシリンダ４に、断熱ブロック１７ｂが連結されている。これにより、断熱ブロック１７ｂは、挟持方向及び解除方向に移動する。
また、受け板１２は、エアシリンダ保持部材４１に固定されている。その他の構成は、ほぼ第一実施形態と同様としてある。
【００４１】
上記構成の挟持装置１ｂは、通常（強制解除動作のときを除いて）、断熱ブロック１７ｂが挟持方向に移動された状態にある。そして、ワーク（図示せず）を挟持する際、断熱ブロック１７ｂが挟持方向に移動された状態を維持したまま、セラミックヒータ１６ｂに通電される。これにより、挟持装置１ｂは、第一実施形態と同様に、ワークを微小な力でチャッキング（挟持）することができ、ワークに損傷を与えるといった不具合を防止することができる。
【００４２】
続いて、ワークの挟持を解除する際には、セラミックヒータ１６ｂへの通電を停止するとともに、エアシリンダ４が断熱ブロック１７ｂを強制解除方向に移動させる。このようにすると、挟持状態の解除が強制的に行われ、解除動作を迅速かつ確実に行うことができる。そして、バイメタル１３が室温にもどり、断熱ブロック１７ｂが挟持方向に移動されると、次の挟持を行うことが可能な状態となる。これにより、挟持装置１ｂは、生産性や実用性を大幅に向上させることができる。
【００４３】
以上説明したように、挟持装置１ｂは、ワークの挟持状態を解除する強制解除手段（本実施形態においては、エアシリンダ４）を有することによって、ワークの挟持状態を確実かつ迅速に解除することができ、生産性を大幅に向上させることができる。また、挟持装置１ｂは、挟持装置１と同様に、ワークを微小な力でチャッキング（挟持）することができ、ワークに損傷を与えるといった不具合を防止することができる。
【００４４】
また、受け板１２は、エアシリンダ保持部材４１に固定する構成としてあるが、この構成に限定されるものではない。たとえば、図示してないが、リニアモータなどを設けて、受け板１２を所定の位置に移動自在にエアシリンダ保持部材４１に固定してもよい。このようにすると、ワークの大きさが変わっても、容易に対応することができ、挟持装置１ｂの付加価値を向上させることができる。
【００４５】
以上、本発明の挟持装置及びこの挟持装置を有する設備について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係る挟持装置及びこの挟持装置を有する設備は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
たとえば、当接部材１４の形状は、上記矩形平板状に限定されるものではなく、たとえば、電子部品などのワークに対応した形状とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の挟持装置及びこの挟持装置を有する設備は、ワークを挟持する装置や設備に限定されるものではなく、たとえば、ワークを微小な力で移動させる位置決め装置などとしても利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態にかかる挟持装置を説明するための概略図であり、（ａ）は挟持していない状態の側面図を示しており、（ｂ）はＡ−Ａ断面図を示しており、（ｃ）は挟持した状態の側面図を示しており、（ｄ）はＢ−Ｂ断面図を示している。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態の第一応用例にかかる挟持装置を説明するための、要部の概略拡大図であり、（ａ）は挟持していない状態の側面図を示しており、（ｂ）は挟持した状態の側面図を示している。
【図３】図３は、本発明の第一実施形態の第二応用例にかかる挟持装置の冷却手段などを説明するための概略拡大側面図を示している。
【図４】図４は、本発明の第一実施形態の第三応用例にかかる挟持装置を説明するための概略図であり、（ａ）は挟持していない状態の側面図を示しており、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図を示しており、（ｃ）は挟持した状態の側面図を示しており、（ｄ）はＤ−Ｄ断面図を示している。
【図５ａ】図５ａは、本発明の第一実施形態の第四応用例にかかる挟持装置を説明するための概略拡大側面図を示している。
【図５ｂ】図５ｂは、本発明の第一実施形態の第四応用例にかかる挟持装置の、ハーフ出力による挟持状態を説明するための概略拡大側面図を示している。
【図５ｃ】図５ｃは、本発明の第一実施形態の第四応用例にかかる挟持装置の、フル出力による挟持状態を説明するための概略拡大側面図を示している。
【図６】図６は、本発明の第二実施形態にかかる挟持装置を説明するための概略拡大側面図を示している。
【符号の説明】
【００４８】
１、１´、１ｂ 挟持装置
２ エアスライダ
３ ベアチップ
４ エアシリンダ
１１、１１´、１１ｂ ベースプレート
１２ 受け板
１３、１３´ バイメタル
１４、１４´、１４ａ 当接部材
１５ 軸支部材
１６、１６´、１６ｂ セラミックヒータ
１７、１７ｂ 断熱ブロック
１８ エアパイプ
１９ 温度センサ
４１ エアシリンダ保持部材
１４１ 壁
１４２ 可撓部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベアチップなどのワークを挟持する挟持装置及びこの挟持装置を有する設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベアチップ、電子部品などのワークをハンドリングする装置は、ワークにダメージを与えないように、適切な力でワークを挟持する必要がある。この挟持力を制御するために、通常、ロードセル等が用いられており、チャック部が大型化するとともに、構成が複雑になっている。
【０００３】
また、近年の電子部品は、小型化及び軽量化により脆弱化している。このため、従来にも増して、ワークにダメージを与えないようにワークを挟持することができ、かつ、信頼性や実用性などに優れた技術が要望されている。
さらに、電子部品は、様々な生産設備や検査設備などを用いて生産されており、これらの設備においても、ワークにダメージを与えないように、ワークを色々な方向から微小な力で挟持することができ、かつ、信頼性、実用性及び生産性などに優れた技術が要望されている。
上記要望に応えるために、様々な技術が提案されている。
【０００４】
たとえば、特許文献１には、半導体チップからなる本体と、熱膨脹の異なる種々の材料の層から形成されている、把持部材としての舌片とを有する把持装置の技術が開示されている。
また、特許文献２には、２つの可撓性フィンガーと、これらの可撓性フィンガーを開閉させる開閉駆動手段とからなる超小型グリッパーの技術が開示されている。この開閉駆動手段は、２つの可撓性フィンガーのそれぞれに設けられた少なくとも２つの金属層からなり、この金属層は異なる熱膨張係数を有している。
さらに、特許文献３には、表面実装されたプリント配線基板上の電子部品を取り外す装置および取り外し方法の技術が開示されている。この技術では、加熱された不活性ガスを供給する取り外し具に、加熱により内側に向けて変形する変形素材が備えられている。
【０００５】
また、特許文献４には、一対のバイメタルを用いた平行リンク機構を用いて、出力側ファイバの位置制御を行う、波長分割多重回路の技術が開示されている。
この波長分割多重回路は、光源の波長変化量と対応するように、バイメタルの材質、あるいは、バイメタルで構成した二辺の長さを適宜選択することにより、光源の温度に波長変化を補償することができる。
【特許文献１】特公平０８−００９１４８号公報
【特許文献２】特開平０８−０５２６７３号公報
【特許文献３】特開２００１−０７７５２６号公報
【特許文献４】特開昭５８−００９１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１の把持装置は、ミクロン単位の小さな対象物を把持する技術であり、数ｍｍから数十ｍｍのベアチップなどのワークに適用することは、困難であった。
また、特許文献２の超小型グリッパーは、超小型機械部品、あるいは、生体等を掴む（把持する）ことを目的とした技術であり、量産用の汎用生産設備に用いることは、実質的に困難であった。
さらに、特許文献３の技術は、変形素材や半田などの温度制御を考慮すると、変形素材の動作が不安定となり、実用化が困難であった。
【０００７】
このように、バイメタルなどの温度変化を変位に変換する部材を用いて挟持する技術は、様々提案されてきたものの、特に、量産用の汎用設備などにおいては、実現性が乏しいといった問題があった。すなわち、ワークにダメージを与えないようにワークを挟持することができるものの、信頼性や実用性などの要望に応えることができなかった。
【０００８】
また、特許文献４の技術は、一対のバイメタルを用いた平行リンク機構を用いて、位置制御を行うものの、光源の温度に波長変化を補償するための技術であった。すなわち、一対のバイメタルを用いた平行リンク機構を用いて、位置制御を行う技術を、様々な生産設備や検査設備などに適用するには、ワークにダメージを与えないように、ワークを色々な方向から微小な力で挟持することができ、かつ、信頼性、実用性及び生産性などに優れた技術とする必要があった。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決すべく、バイメタルを用いて、ワークにダメージを与えないように、ワークを微小な力で挟持することができ、かつ、信頼性、実用性及び生産性などに優れた挟持装置及びこの挟持装置を有する設備の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の挟持装置は、基部と、ワークに当接する当接部材と、基部と当接部材とを連結する少なくとも二つ以上の連結部材とを有している。また、この挟持装置は、二つ以上の連結部材のうち、少なくとも一つの連結部材がバイメタルからなり、さらに、バイメタルが温度変化により変形することによって、当接部材が挟持方向に移動してワークを押圧し、ワークを挟持する構成としてある。
【００１１】
また、挟持装置は、通常、二つ以上の連結部材の全てがバイメタルであり、基部、当接部材及び二つ以上の連結部材が平行リンク機構を構成する。さらに、バイメタルの温度を制御する温度制御手段を有している。
なお、二つ以上のバイメタルは、基部に固定された状態で、温度変化に応じて変形する。すなわち、本発明における平行リンク機構とは、あたかも平行リンク機構のように動作する機構（擬似的な平行リンク機構）をいう。
【００１２】
好ましくは、当接部材の挟持方向の所定の位置に、ワークと当接して該ワークを挟持する受け部材を有するとよい。
また、バイメタルと当接部材とが、軸支部材や可撓性を有する部材を介して、回動自在に連結されるとよい。
さらに、基部、当接部材及び二つ以上の連結部材を二組以上有し、二組以上の当接部材の挟持方向が、異なる方向であったり、あるいは、同一方向であるとよい。
また、ワークの挟持状態を解除する強制解除手段を有するとよい。
なお、本発明は、挟持装置に限定されるものではなく、たとえば、上述した挟持装置を有する設備としても有効である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の挟持装置及びこの挟持装置を有する設備によれば、バイメタルを用いて、ワークにダメージを与えないように、ワークを微小な力で挟持することができ、かつ、信頼性、実用性及び生産性などを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態にかかる挟持装置を説明するための概略図であり、（ａ）は挟持していない状態の側面図を示しており、（ｂ）はＡ−Ａ断面図を示しており、（ｃ）は挟持した状態の側面図を示しており、（ｄ）はＢ−Ｂ断面図を示している。
図１において、本実施形態の挟持装置１は、ベースプレート１１、受け板１２、バイメタル１３、当接部材１４、軸支部材１５及びセラミックヒータ１６を有している。この挟持装置１は、ワークとしてベアチップ３を挟持する。また、挟持装置１は、矩形板状の断熱ブロック１７を介して、エアスライダ２の下面に取り付けられている。
なお、挟持装置１が挟持するワークは、ベアチップ３に限定されるものではなく、たとえば、様々な形状の電子部品などを挟持することができる。
【００１５】
ベースプレート１１は、矩形状の金属板である。この金属板の材質としては、通常、熱伝導性に優れたアルミニウムや銅などが用いられる。また、ベースプレート１１の上面には、矩形板状のセラミックヒータ１６が、重ね合わせた状態で設けられている。これにより、セラミックヒータ１６の熱が短時間でバイメタル１３に伝達されるので、当接部材１４の挟持方向への移動速度（挟持速度）や挟持動作の応答性などが向上する。
【００１６】
また、ベースプレート１１は、一つの辺（挟持方向の辺）に対応する下面の縁部に、受け板１２が突設されている。図示してないが、受け板１２は、通常、ねじなどによってベースプレート１１に固定される。さらに、上記一つの辺と対向する辺（解除方向の辺）に対応する下面の縁部に、受け板１２と対向するように、二枚のバイメタル１３が突設されている。二枚のバイメタル１３は、所定のピッチだけ離れた状態で、ベースプレート１１に固定されている。各バイメタル１３は、ベースプレート１１に形成された二つの溝にそれぞれ埋設されている。ここで、上記所定のピッチは、平行リンク機構の固定リンクの長さであり、ベースプレート１１は、平行リンク機構の固定リンクとして機能する。
【００１７】
各バイメタル１３は、同一であり、熱膨張率が異なる二枚の金属板を貼り合せた構成としてある。バイメタル１３は、室温においては、図１（ａ）に示すように、側面方向から見ると垂直方向に直線状の平板であるが、セラミックヒータ１６によって温度が上昇すると、図１（ｃ）に示すように、挟持方向に撓むように変形する。
本実施形態では、二つの連結部材をバイメタル１３としてあるので、二つのバイメタル１３が、平行リンク機構の二つの原節として機能する。これにより、ベアチップ３を挟持する力（適宜、挟持力と略称する。）が、一つのバイメタル１３を有する場合のほぼ二倍となる。さらに、挟持力を二つのバイメタル１３によって発生させることにより、挟持力の信頼性が向上し、実用的な構成となる。
また、バイメタル１３は、当接部材１４の幅寸法とほぼ同じ幅寸法を有する矩形状としてあるが、この形状に限定されるものではない。すなわち、バイメタル１３に使用される二つの金属材料や、バイメタル１３の幅、長さ及び厚さなどは、ワークの重量などに応じて適宜設定される。
【００１８】
当接部材１４は、樹脂や金属などからなる矩形平板としてあり、軸支部材１５を介して各バイメタル１３と回動自在に連結されている。軸支部材１５は、金属などからなる細長い平板と、この両端から下方に突設されたほぼ半円状の一対の側板からなる。軸支部材１５は、平板の上面に形成された溝に、バイメタル１３の下端が埋設され、側板から突設されたピンが、当接部材１４の側面の穴に回動自在に嵌入する。このようにすると、当接部材１４がスムースに移動することができ、耐久性などを向上させることができる。
上記ピンのピッチは、固定リンクの長さと同じであり、当接部材１４は、平行リンク機構の連接棒として機能する。すなわち、ベースプレート１１、二つのバイメタル１３及び当接部材１４は、平行リンク機構（擬似的な平行リンク機構）を構成する。
【００１９】
このようにすると、セラミックヒータ１６の加熱によりバイメタル１３の温度が上昇すると、バイメタル１３が挟持方向に撓むように変形する。そして、平行リンク機構により、当接部材１４は、挟持方向に移動し、当接部材１４の挟持方向の端面が、ベアチップ３の側面を押圧する。
また、セラミックヒータ１６への通電が停止されると、バイメタル１３の温度が下がり、バイメタル１３がもとの直線状態（平板の状態）にもどる。そして、平行リンク機構により、当接部材１４は、解除方向に移動し、当接部材１４の挟持方向の端面が、ベアチップ３の側面から離れる。
【００２０】
受け板１２は、金属や樹脂などからなる矩形状の平板であり、上述したように、ねじなどによってベースプレート１１に固定される。この受け板１２は、当接部材１４の挟持方向の所定の位置に、設けられている。この所定の位置とは、バイメタル１３が室温であるとき、当接部材１４の挟持方向の端面と受け板１２の解除方向の側面との距離（Ｌ）が、ベアチップ３の幅寸法（Ｗ）＋適度のクリアランス（２×Δ）となる位置（Ｌ＝Ｗ＋２×Δとなる位置）である。また、挟持装置１がベアチップ３を挟持する際の、当接部材１４の挟持方向への移動量（ΔＬ）は、ΔＬ>２×Δである。
【００２１】
本実施形態の挟持装置１は、ベアチップ３を押圧する当接部材１４と、ベアチップ３と当接する受け板１２とによって、ベアチップ３を挟持する構成としてある。ここで、当接部材１４はバイメタル１３による弾性を有しているが、受け板１２は剛体であり、弾性を有していない。したがって、当接部材１４が解除方向に移動し始めても、ベアチップ３は受け板１２と当接したまま移動しない。そして、当接部材１４が解除方向にさらに移動しベアチップ３から離れると、ベアチップ３は、真下に落下する。すなわち、受け板１２を剛体とすることにより、ベアチップ３の挟持を解除する際、ベアチップ３の位置精度が低下するといった不具合を回避することができる。
なお、上記構成に限定されるものではない。たとえば、受け板１２の代わりに、一対のバイメタル１３、軸支部材１５や当接部材１４を設け、ベアチップ３を対向する当接部材１４で挟持することもできる。この場合には、当接部材１４がベアチップ３から離れるタイミングなどによって、ベアチップ３の位置精度が低下することもある。
【００２２】
セラミックヒータ１６は、バイメタル１３の温度を制御する温度制御手段であり、挟持のオン−オフや挟持力などを制御する。
また、本実施形態では、ベースプレート１１の上面にセラミックヒータ１６を設け、ベースプレート１１を介して熱をバイメタル１３に伝達する構成としてある。なお、この構成に限定されるものではなく、たとえば、バイメタル１３に直接的にヒータ（図示せず）を取り付ける構成としてもよい。
【００２３】
断熱ブロック１７は、セラミックなどからなる断熱用の矩形状の平板であり、エアスライダ２とセラミックヒータ１６の間に挟まれるように設けられている。
【００２４】
エアスライダ２は、挟持装置１を上下方向（たとえば、直交座標系のＺ軸方向）に移動させる移動手段である。また、図示してないが、エアスライダ２は、水平方向（たとえば、直交座標系のＸ軸方向及びＹ軸方向）などに挟持装置１を移動させる移動手段と連結されている。すなわち、挟持装置１は、ベアチップ３の搭載、配列、実装、及び、検査の少なくとも一つを行う設備に用いられる。このように、本実施形態の挟持装置１は、挟持装置１を有する設備の発明としても有効である。
なお、本実施形態では、移動手段としてエアスライダ２を用いたが、これに限定されるものではなく、電磁ソレノイドやリニアモータなどを用いてもよい。
【００２５】
次に、上記構成の挟持装置１の動作及び効果について、説明する。
挟持装置１は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、エアスライダ２などにより、ベアチップ３を挟持する位置に移動される。このとき、セラミックヒータ１６には通電されておらず、バイメタル１３は室温である。したがって、当接部材１４と受け板１２の距離は、上述したように距離Ｌである。また、当接部材１４とベアチップ３は、適度のクリアランスΔだけ離れており、受け板１２とベアチップ３は、適度のクリアランスΔだけ離れている。
【００２６】
次に、セラミックヒータ１６に通電すると、セラミックヒータ１６の温度が上昇し、この熱がベースプレート１１を介してバイメタル１３に伝達される。そして、バイメタル１３の温度が上昇すると、バイメタル１３が挟持方向に撓むように変形する。これにより、図１（ｃ）、（ｄ）に示すように、当接部材１４が、ベアチップ３を押圧し、挟持方向に移動させ、ベアチップ３が受け板１２と当接し、挟持装置１がベアチップ３を挟持する。このようにすると、ベアチップ３を微小な力でチャッキング（挟持）することができ、ベアチップ３に損傷を与えるといった不具合を防止することができる。
【００２７】
次に、エアスライダ２などにより、挟持装置１によって挟持されたベアチップ３が移動される。このとき、セラミックヒータ１６への通電が制御され、バイメタル１３が挟持する温度に維持されているので、ベアチップ３が落下することはない。
【００２８】
続いて、挟持装置１がベアチップ３を解除する位置に移動されると、セラミックヒータ１６への通電が停止する。これにより、バイメタル１３の温度が低下して、もとの直線状態（平板の状態）にもどり、当接部材１４が解除方向に移動する。そして、当接部材１４がベアチップ３から離れると、ベアチップ３の挟持が解除される。
この際、ベアチップ３は、受け板１２によって位置決めされているので、解除によってベアチップ３の位置がずれるといった不具合を回避することができ、挟持装置１としての信頼性や実用性を向上させることができる。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態の挟持装置１は、バイメタル１３を用いた平行リンク機構によって、当接部材１４を挟持方向に移動させることができる。これにより、挟持装置１は、ベアチップ３を微小な力でチャッキング（挟持）することができ、ベアチップ３に損傷を与えるといった不具合を防止することができる。さらに、挟持装置１としての信頼性や実用性を向上させることができる。
また、挟持装置１は、ロードセルが不要であり、構造が単純化されるので、小型化することができる。さらに、小型化されることによって、吸着ハンド（図示せず）との流用を図ることができる。
また、本実施形態の挟持装置１は、様々な応用例を有している。
次に、これらの応用例について、図面を参照して説明する。
【００３０】
＜第一応用例＞
図２は、本発明の第一実施形態の第一応用例にかかる挟持装置を説明するための、要部の概略拡大図であり、（ａ）は挟持していない状態の側面図を示しており、（ｂ）は挟持した状態の側面図を示している。
本応用例は、第一実施形態の挟持装置１と比べて、軸支部材１５の代わりに、当接部材１４ａが、可撓部１４２を有する点が相違する。その他の構成は、ほぼ第一実施形態と同様としてある。
当接部材１４ａは、樹脂製の矩形状の板部材であり、バイメタル１３の下端が埋設される壁１４１が突設されている。壁１４１は、付け根の部分がくびれた可撓部１４２となっている。可撓部１４２は、可撓性を有しており、バイメタル１３と当接部材１４ａとを回動自在に連結する。
【００３１】
このようにすると、当接部材１４ａは、可撓部１４２が撓むことによって、バイメタル１３に対して回動することができる。すなわち、この挟持装置１は、ベアチップ３を挟持する際、バイメタル１３と当接部材１４ａとが摺動しないので、摺動によるダストの発生が抑制され、クリーンルーム内での使用に好適である。
【００３２】
＜第二応用例＞
図３は、本発明の第一実施形態の第二応用例にかかる挟持装置の冷却手段などを説明するための概略拡大側面図を示している。
本応用例は、第一実施形態の挟持装置１と比べて、バイメタル１３を冷却するためのエアパイプ１８や温度センサ１９を有する点が相違する。その他の構成は、ほぼ第一実施形態と同様としてある。
エアパイプ１８は、冷却用のエアーを吹き付けるパイプであり、電磁弁（図示せず）などと接続されている。また、温度センサ１９は、バイメタル１３に取り付けられており、バイメタル１３の温度を測定する。図示してないが、セラミックヒータ１６、温度センサ１９及びエアパイプ１８の電磁弁は、制御部によって制御される。
【００３３】
このようにすると、ベアチップ３の挟持を解除する際、バイメタル１３を強制的に空冷することができるので、挟持装置１の動作速度（解除する速度）を速くしたり、動作サイクルを短縮することができる。これにより、生産性などを向上させることができる。
また、温度センサ１９を設けることにより、バイメタル１３の温度を制御できるので、ベアチップ３を挟持する力を精度よく調節することができる。
さらに、バイメタル１３の温度をモニタすることができるので、ベアチップ３を挟持した状態（又は、挟持可能な状態）にあるのか、あるいは、挟持を解除した状態にあるのかなどを、制御部にて確認できる。これにより、挟持装置１の動作の信頼性を向上させることができる。
【００３４】
＜第三応用例＞
図４は、本発明の第一実施形態の第三応用例にかかる挟持装置を説明するための概略図であり、（ａ）は挟持していない状態の側面図を示しており、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図を示しており、（ｃ）は挟持した状態の側面図を示しており、（ｄ）はＤ−Ｄ断面図を示している。
本応用例は、第一実施形態の挟持装置１と比べて、ベースプレート１１、一対のバイメタル１３及び当接部材１４による平行リンク機構を、直交する方向に二つ有する点が相違する。その他の構成は、ほぼ第一実施形態と同様としてある。
二つの当接部材１４は、互いに直交する方向に設けられており、二つの受け板１２も互いに直交する方向に設けられている。
このようにすると、ベアチップ３を二方向から挟持することができ、ベアチップ３をより確実に挟持することができる。
【００３５】
＜第四応用例＞
図５ａは、本発明の第一実施形態の第四応用例にかかる挟持装置を説明するための概略拡大側面図を示している。
図５ａにおいて、本応用例の挟持装置１´は、第一実施形態の挟持装置１と比べて、ベースプレート１１、一対のバイメタル１３及び当接部材１４による平行リンク機構を、同一方向に二つ有する点が相違する。その他の構成は、ほぼ第一実施形態と同様としてある。
二つの当接部材１４は、同一方向に並べて設けられており、新たに追加された平行リンク機構は、ベースプレート１１´、一対のバイメタル１３´及び当接部材１４´を有している。当接部材１４´は、ほぼ当接部材１４と接するように設けられている。また、セラミックヒータ１６´は、セラミックヒータ１６とは別の回路によって、通電される。
【００３６】
図５ｂは、本発明の第一実施形態の第四応用例にかかる挟持装置の、ハーフ出力による挟持状態を説明するための概略拡大側面図を示している。
図５ｂにおいて、挟持装置１´は、セラミックヒータ１６にだけ通電されている。これにより、一対のバイメタル１３が挟持方向に撓むように変形し、当接部材１４がベアチップ３を挟持する。すなわち、挟持装置１´は、ベアチップ３を一対のバイメタル１３による力（ほぼ５０％の出力）で挟持する。
【００３７】
また、図５ｃは、本発明の第一実施形態の第四応用例にかかる挟持装置の、フル出力による挟持状態を説明するための概略拡大側面図を示している。
図５ｃにおいて、挟持装置１´は、セラミックヒータ１６及びセラミックヒータ１６´に通電されている。これにより、バイメタル１３及びバイメタル１３´が挟持方向に撓むように変形し、当接部材１４´が当接部材１４を押圧し、さらに、当接部材１４がベアチップ３を押圧する。すなわち、挟持装置１´は、ベアチップ３を一対のバイメタル１３及び一対のバイメタル１３´による力（ほぼ１００％の出力）で挟持する。
【００３８】
このように、本応用例の挟持装置１´は、ベアチップ３を挟持する力を、二段階に制御することができる。すなわち、図示してないが、ベアチップ３に新たな部品などが実装され、ベアチップ３が重くなる場合であっても、確実かつ容易に対応することができる。
【００３９】
［第二実施形態］
図６は、本発明の第二実施形態にかかる挟持装置を説明するための概略拡大側面図を示している。
図６において、本実施形態の挟持装置１ｂは、第一実施形態と比べて、断熱ブロック１７ｂ、セラミックヒータ１６ｂ、ベースプレート１１ｂ、バイメタル１３、軸支部材１５及び当接部材１４がエアスライダ２に対して移動自在に設けられている点が相違する。その他の構成は、ほぼ第一実施形態と同様としてある。
【００４０】
挟持装置１ｂは、第一実施形態と同様の平行リンク機構（擬似的な平行リンク機構）を有し、第一実施形態に比べて、小型のベースプレート１１ｂ及びセラミックヒータ１６ｂを有している。さらに、ベースプレート１１ｂ及びセラミックヒータ１６ｂは、鉤状に曲った断熱ブロック１７ｂに取り付けられている。
また、エアスライダ２の下面にエアシリンダ保持部材４１が固定されており、エアシリンダ保持部材４１に埋設されたエアシリンダ４に、断熱ブロック１７ｂが連結されている。これにより、断熱ブロック１７ｂは、挟持方向及び解除方向に移動する。
また、受け板１２は、エアシリンダ保持部材４１に固定されている。その他の構成は、ほぼ第一実施形態と同様としてある。
【００４１】
上記構成の挟持装置１ｂは、通常（強制解除動作のときを除いて）、断熱ブロック１７ｂが挟持方向に移動された状態にある。そして、ワーク（図示せず）を挟持する際、断熱ブロック１７ｂが挟持方向に移動された状態を維持したまま、セラミックヒータ１６ｂに通電される。これにより、挟持装置１ｂは、第一実施形態と同様に、ワークを微小な力でチャッキング（挟持）することができ、ワークに損傷を与えるといった不具合を防止することができる。
【００４２】
続いて、ワークの挟持を解除する際には、セラミックヒータ１６ｂへの通電を停止するとともに、エアシリンダ４が断熱ブロック１７ｂを強制解除方向に移動させる。このようにすると、挟持状態の解除が強制的に行われ、解除動作を迅速かつ確実に行うことができる。そして、バイメタル１３が室温にもどり、断熱ブロック１７ｂが挟持方向に移動されると、次の挟持を行うことが可能な状態となる。これにより、挟持装置１ｂは、生産性や実用性を大幅に向上させることができる。
【００４３】
以上説明したように、挟持装置１ｂは、ワークの挟持状態を解除する強制解除手段（本実施形態においては、エアシリンダ４）を有することによって、ワークの挟持状態を確実かつ迅速に解除することができ、生産性を大幅に向上させることができる。また、挟持装置１ｂは、挟持装置１と同様に、ワークを微小な力でチャッキング（挟持）することができ、ワークに損傷を与えるといった不具合を防止することができる。
【００４４】
また、受け板１２は、エアシリンダ保持部材４１に固定する構成としてあるが、この構成に限定されるものではない。たとえば、図示してないが、リニアモータなどを設けて、受け板１２を所定の位置に移動自在にエアシリンダ保持部材４１に固定してもよい。このようにすると、ワークの大きさが変わっても、容易に対応することができ、挟持装置１ｂの付加価値を向上させることができる。
【００４５】
以上、本発明の挟持装置及びこの挟持装置を有する設備について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係る挟持装置及びこの挟持装置を有する設備は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
たとえば、当接部材１４の形状は、上記矩形平板状に限定されるものではなく、たとえば、電子部品などのワークに対応した形状とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の挟持装置及びこの挟持装置を有する設備は、ワークを挟持する装置や設備に限定されるものではなく、たとえば、ワークを微小な力で移動させる位置決め装置などとしても利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態にかかる挟持装置を説明するための概略図であり、（ａ）は挟持していない状態の側面図を示しており、（ｂ）はＡ−Ａ断面図を示しており、（ｃ）は挟持した状態の側面図を示しており、（ｄ）はＢ−Ｂ断面図を示している。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態の第一応用例にかかる挟持装置を説明するための、要部の概略拡大図であり、（ａ）は挟持していない状態の側面図を示しており、（ｂ）は挟持した状態の側面図を示している。
【図３】図３は、本発明の第一実施形態の第二応用例にかかる挟持装置の冷却手段などを説明するための概略拡大側面図を示している。
【図４】図４は、本発明の第一実施形態の第三応用例にかかる挟持装置を説明するための概略図であり、（ａ）は挟持していない状態の側面図を示しており、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図を示しており、（ｃ）は挟持した状態の側面図を示しており、（ｄ）はＤ−Ｄ断面図を示している。
【図５ａ】図５ａは、本発明の第一実施形態の第四応用例にかかる挟持装置を説明するための概略拡大側面図を示している。
【図５ｂ】図５ｂは、本発明の第一実施形態の第四応用例にかかる挟持装置の、ハーフ出力による挟持状態を説明するための概略拡大側面図を示している。
【図５ｃ】図５ｃは、本発明の第一実施形態の第四応用例にかかる挟持装置の、フル出力による挟持状態を説明するための概略拡大側面図を示している。
【図６】図６は、本発明の第二実施形態にかかる挟持装置を説明するための概略拡大側面図を示している。
【符号の説明】
【００４８】
１、１´、１ｂ 挟持装置
２ エアスライダ
３ ベアチップ
４ エアシリンダ
１１、１１´、１１ｂ ベースプレート
１２ 受け板
１３、１３´ バイメタル
１４、１４´、１４ａ 当接部材
１５ 軸支部材
１６、１６´、１６ｂ セラミックヒータ
１７、１７ｂ 断熱ブロック
１８ エアパイプ
１９ 温度センサ
４１ エアシリンダ保持部材
１４１ 壁
１４２ 可撓部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、ワークに当接する当接部材と、前記基部と当接部材とを連結する少なくとも二つ以上の連結部材とを有する挟持装置であって、
前記二つ以上の連結部材のうち、少なくとも一つの連結部材がバイメタルからなり、
前記バイメタルが温度変化により変形することによって、前記当接部材が挟持方向に移動して前記ワークを押圧し、前記ワークを挟持することを特徴とする挟持装置。
【請求項２】
前記当接部材の挟持方向の所定の位置に、前記ワークと当接して該ワークを挟持する受け部材を有することを特徴とする請求項１に記載の挟持装置。
【請求項３】
前記二つ以上の連結部材の全部をバイメタルとしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の挟持装置。
【請求項４】
前記基部、当接部材及び二つ以上の連結部材が平行リンク機構を構成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の挟持装置。
【請求項５】
前記バイメタルの温度を制御する温度制御手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の挟持装置。
【請求項６】
前記バイメタルと当接部材とが、軸支部材を介して、回動自在に連結されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の挟持装置。
【請求項７】
前記バイメタルと当接部材とが、可撓性を有する部材を介して、回動自在に連結されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の挟持装置。
【請求項８】
前記基部、当接部材及び二つ以上の連結部材を、二組以上有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の挟持装置。
【請求項９】
前記二組以上の当接部材の前記挟持方向が、異なる方向であることを特徴とする請求項８に記載の挟持装置。
【請求項１０】
前記二組以上の当接部材の前記挟持方向が、同一方向であることを特徴とする請求項８に記載の挟持装置。
【請求項１１】
前記ワークの挟持状態を解除する強制解除手段を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の挟持装置。
【請求項１２】
ワークを挟持する挟持装置を有し、前記ワークの搭載、配列、実装、及び、検査の少なくとも一つを行う、前記挟持装置を有する設備において、
前記挟持装置を、上記請求項１〜１１のいずれか一項に記載された挟持装置としたことを特徴とする挟持装置を有する設備。
【請求項１】
基部と、ワークに当接する当接部材と、前記基部と当接部材とを連結する少なくとも二つ以上の連結部材とを有する挟持装置であって、
前記二つ以上の連結部材のうち、少なくとも一つの連結部材がバイメタルからなり、
前記バイメタルが温度変化により変形することによって、前記当接部材が挟持方向に移動して前記ワークを押圧し、前記ワークを挟持することを特徴とする挟持装置。
【請求項２】
前記当接部材の挟持方向の所定の位置に、前記ワークと当接して該ワークを挟持する受け部材を有することを特徴とする請求項１に記載の挟持装置。
【請求項３】
前記二つ以上の連結部材の全部をバイメタルとしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の挟持装置。
【請求項４】
前記基部、当接部材及び二つ以上の連結部材が平行リンク機構を構成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の挟持装置。
【請求項５】
前記バイメタルの温度を制御する温度制御手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の挟持装置。
【請求項６】
前記バイメタルと当接部材とが、軸支部材を介して、回動自在に連結されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の挟持装置。
【請求項７】
前記バイメタルと当接部材とが、可撓性を有する部材を介して、回動自在に連結されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の挟持装置。
【請求項８】
前記基部、当接部材及び二つ以上の連結部材を、二組以上有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の挟持装置。
【請求項９】
前記二組以上の当接部材の前記挟持方向が、異なる方向であることを特徴とする請求項８に記載の挟持装置。
【請求項１０】
前記二組以上の当接部材の前記挟持方向が、同一方向であることを特徴とする請求項８に記載の挟持装置。
【請求項１１】
前記ワークの挟持状態を解除する強制解除手段を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の挟持装置。
【請求項１２】
ワークを挟持する挟持装置を有し、前記ワークの搭載、配列、実装、及び、検査の少なくとも一つを行う、前記挟持装置を有する設備において、
前記挟持装置を、上記請求項１〜１１のいずれか一項に記載された挟持装置としたことを特徴とする挟持装置を有する設備。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図６】
【公開番号】特開２００９−８３０１２（Ｐ２００９−８３０１２Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５３５３５（Ｐ２００７−２５３５３５）
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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