JP2017132009A - ワーク保持装置、及びワーク保持装置付きアリ溝摺動ステージ - Google Patents

Abstract

【課題】表面又は裏面が自在に選択でき、単独の工具として、或いはアリ溝摺動ステージに締結するワーク固定治具として、把持する或いは挟持することが難しい形状のワークを確実に保持するワーク保持装置、及びワーク保持装置付きアリ溝摺動ステージを提供する。
【解決手段】ワーク保持装置１は、ワーク１０を保持するワーク保持面を表面及び裏面のそれぞれに有する表面側ワーク保持部２ａと、頭部５と軸部６からなる締結ボルト４を貫通させ、アリ溝摺動ステージ３０の締結ボルト孔に締結させるための締結用ボルト孔３とを備え、締結用孔ボルト３は、締結ボルト４の頭部５を収容する頭部収容部を両端部にそれぞれ有し、頭部保持溝７は、締結ボルトの軸部が貫通する軸部貫通孔により連通する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワーク保持装置、及びワーク保持装置付きアリ溝摺動ステージに係り、特に、ワークを保持するワーク保持装置、及びそのワーク保持装置を取り付けたアリ溝式摺動機構によりワークの位置出しをするワーク保持装置付きアリ溝摺動ステージに関する。

アリ溝摺動ステージは、主としてＣＣＤカメラやセンサなどの電機・電子機器、レンズや顕微鏡等の光学機器、ＬＥＤなどの照明機器といった精密機器に用いられ、精密な位置決めやピント合わせなどの位置調整用として用いられる。また、アリ溝摺動ステージにこれらの精密機器を取り付けた後においてもその位置がアリ溝摺動ステージにより微調整される場合もある。

このアリ溝摺動ステージは、目盛による精密な位置調整が可能であるため、上述した精密機器に限らず、広範囲な物品に用いられる。すなわち、位置調整などの対象となる物品をアリ溝摺動ステージのステージ面上に固定し、アリ溝摺動機構により精密な位置決めが行われる。

図７に、一般的なアリ溝摺動ステージ３０の構成を示す。アリ溝摺動ステージ３０は、台形状のアリ溝３１を有する固定ユニット３３に対し、台形状のアリ３２を有する摺動ユニット３４が移動可能に嵌合される。この固定ユニット３３は、固定用孔３５を有するベース３９を介して土台（図示せず）に固定される。また、摺動ユニット３４は、治具取付用孔３６に挿入されるボルト（図示せず）を介してワーク固定治具（図示せず）に接続される。この摺動ユニット３４は、ハンドル３７を回転させることにより図中の矢印の方向に移動する。また、摺動ユニット３４をその位置に固定する摺動固定ネジ４２、摺動ユニット３４の滑り具合を調整する与圧調整ネジ４１が設けられる。

本明細書では、ワーク保持装置の対象となる物品を「ワーク」と称する。しかし、この「ワーク」は、一般的な意味である工作機械の加工対象物に限らず、例えば、上述した精密機器の部品、顕微鏡で観察する試料用のプレパラート、表面キズを検査する供試体など、特に機械加工が行われない対象物も含まれる。

このアリ溝摺動ステージ３０には精密機器や治具が取り付けられる治具取付用孔３６が設けられている。ユーザは、対象となるワークをステージとなる摺動ユニット３４に固定するために固定用治具を製作する場合がある。すなわち、自社でアリ溝摺動ステージ３０を使用する場合に、対象となるワークに合わせて固定用治具を自社で製作する。そして、製作された固定用治具は、ボルトなどの締結具を介して治具取付用孔３６に固定される。

一方、機械加工の分野などでワークを加工する際にワーク自体を摘む（把持する）方法、或いは、挟む（挟持する）方法により固定することが行われている。例えば、バイス又は万力と称される治具が用いられる。しかし、ワーク自体を摘んだり（把持する）、或いは、挟んだり（挟持する）する方法が難しい材料や形状のワークに対し、ワークを保持する機構として下記の技術が考案されている。

特許文献１には、ステージ上のワークの加工や被検査物の測定等を高精度に行うステージ装置が開示されている。このステージ装置は、一対の案内部をＸ軸方向に所定間隔をあけて設けた固定台（ベース）と、Ｘ軸方向（一定方向）に延長された一条の被案内部が固定台の各案内部に支持案内されてＸ軸方向に移動するＸ軸ステージ（ステージ）とを備え、固定台の案内部が一対の傾斜した案内面を交差させてなるＶ字状のガイド溝として形成されるとの記載がある。

また、特許文献２には、把持爪とワーク受けとの位置調整が容易なワーク搬送装置が開示されている。ここでは、下把持爪にワークを把持するために設けられた平坦把持面は、平坦面に形成され、上把持爪は、ワークを把持するＶ字溝が形成され、平坦把持面とＶ字溝とによってワークは３点支持されるとの記載がある。

特開２００７−１３６６３９号公報 特開２０１３−４３２２８号公報

従来のアリ溝摺動ステージのユーザは、対象となるワークをアリ溝摺動ステージの面上に固定するために自ら治具を設計、製作するのが一般的であった。これは、アリ溝摺動ステージに取り付ける物品の構成や形状が多様であるためユーザサイドで設計、製作せざるを得ないからであった。

しかし、ユーザが自らワーク固定用治具を設計、製作する場合に、対象となる物品について構成、仕様、形状、寸法などのバリエーションがある場合には、汎用的な治具を用意するのが難しいという問題がある。また、アリ溝摺動ステージには多様な型式があるが、それらに対応する汎用的な治具を設計、製作するのが難しいという問題がある。

一方、筒状や棒状のワークのように平面上では定位置に安定的に保持するのが難しいワーク１０がある。また、顕微鏡で観察する試料用のプレパラート、表面キズを検査する供試体など、特に機械加工が行われない対象物については、ワーク自体を摘む（把持する）方法、或いは、挟む（挟持する）方法により固定しない方が良い場合がある。

ワーク自体を摘む（把持する）方法、或いは、挟む（挟持する）方法以外では、単に対象物を置く（保持する）方法があるが、単に置くだけであるので、その対象物が移動しないようにしなければならない。また、対象物の材料、形状、大きさは多種多様である場合があり、それに合わせて適切な保持手段が選択できなくてはならない。

本願の目的は、かかる課題を解決し、表面又は裏面が自在に選択でき、単独の工具として、或いはアリ溝摺動ステージに締結するワーク固定治具として、把持する或いは挟持することが難しい形状のワークを確実に保持するワーク保持装置、及びワーク保持装置付きアリ溝摺動ステージを提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係るワーク保持装置は、ワークを保持するワーク保持面を表面及び裏面にそれぞれ有するワーク保持部と、頭部と軸部からなる締結ボルトを貫通させ、アリ溝摺動ステージの締結ボルト孔に締結させるための締結用ボルト孔と、を備え、締結用ボルト孔は、締結ボルトの頭部を収容する頭部収容部を両端部にそれぞれ有し、頭部収容部は、締結ボルトの軸部が貫通する軸部貫通孔により連通することを特徴とする。

上記構成により、本発明に係るワーク保持装置は、それ単体であっても使用可能であるが、既存のアリ溝摺動ステージに締結させて使用することができ、アリ溝摺動ステージにおいて把持する或いは挟持することが難しい形状のワークを確実に保持することができる。また、アリ溝摺動ステージのユーザが自らワーク固定用治具を設計、製作する必要のないオプション部品とすることができ、ユーザの手間や時間を省くことができる。

また、締結用ボルト孔は、締結ボルトの頭部を収容する頭部収容部を両端部にそれぞれ有する。この締結用ボルト孔の構成により本発明に係るワーク保持装置は、表面又は裏面に設けられたワーク保持部を、いわゆるリバーシブルに選択して使用することができる。

また、締結用ボルト孔は、アリ溝摺動ステージの締結ボルト孔のピッチに合わせて少なくとも２箇所に設けられることが好ましい。これにより、既存のアリ溝摺動ステージの締結用ボルト孔のピッチに適合させ、ワーク保持装置をアリ溝摺動ステージのオプション部品として自由に活用することができる。

また、ワーク保持装置は、ワーク保持部の表面又は裏面に設けられる溝部は、Ｖ字型の溝部、半球型の溝部、交差するＶ字型の溝部、及び交差する半球型の溝部が含まれることが好ましい。これにより、ワークの種類、形状、大きさなどにより適切なワーク保持部を選択することができる。

また、ワーク保持装置は、表面又は裏面に設けられるワーク保持部には、例えば、粘着シートなどの面状粘着材が貼り付けられることが好ましい。これにより、ワークを保持する場合に、粘着シートなどの面状粘着材によりワークをワーク保持部に接着して固定させて使用することができる。

また、ワーク保持装置は、ワーク保持部が、表面及び裏面のいずれかのワーク保持面が交換自在に選択されることが好ましい。これにより、異なるワーク保持部のうちワークの保持に適した面を選択して使用することができる。また、異なるワークを使用したい場合には他のワーク保持部に交換して使用できる。

また、ワーク保持装置は、ワーク保持部には溝部の中心点を示す目安線が設けられることが好ましい。これにより、ワークを保持する時点でワークの中心点の位置出しを簡易に行い、正確な芯出しをすることができる。

また、ワーク保持装置は、アリ溝摺動ステージに締結されることが好ましい。これにより、ワークを保持したままアリ溝摺動ステージの摺動機構により正確な位置出しができる。また、ワーク保持装置をアリ溝摺動ステージのオプション部品とすることで、ユーザが自らワーク固定用治具を設計、製作する必要がなくなる。

以上のように、本発明に係るワーク保持装置、及びワーク保持装置付きアリ溝摺動ステージによれば、表面又は裏面が自在に選択でき、単独の工具として、或いはアリ溝摺動ステージに締結するワーク固定治具として、把持する或いは挟持することが難しい形状のワークを確実に保持するワーク保持装置、及びワーク保持装置付きアリ溝摺動ステージを提供することができる。

本発明に係るワーク保持装置の第１の実施形態の概略構成を、アリ溝摺動ステージに締結させた状態で示す斜視図である。 本発明に係るワーク保持装置の第２の実施形態の概略構成を、アリ溝摺動ステージに締結させた状態で示す斜視図である。 ワーク保持装置の締結用ボルト孔と締結ボルトの関係を示す断面図である。 ワーク保持部の詳細を示す正面図及び平面図である。 ワーク保持部におけるＶ字型溝部の他の実施例を示す正面図及び平面図である。 ワーク保持部における半球型溝部による実施例を示す正面図及び平面図である。 一般的なアリ溝摺動ステージの構成を示す斜視図である。

（ワーク保持装置の構成）
以下に、図面を用いて本発明に係るワーク保持装置１の第１実施形態につき、詳細に説明する。図１に、ワーク保持装置１の第１実施形態の概略構成をアリ溝摺動ステージに締結させた状態により斜視図で示す。また、図２に、ワーク保持装置１の第２実施形態の概略構成をアリ溝摺動ステージ３０に締結させた状態により斜視図で示す。図２の第２実施形態のワーク保持装置１は、図１の第１実施形態のワーク保持装置１を裏返しにした場合である。すなわち、本ワーク保持装置１は、ワーク１０の保持手段が異なる表裏両面が、いわゆるリバーシブルに使用できる構成になっている。さらに、図３に、ワーク保持装置１の締結用ボルト孔３と締結ボルト４の関係を示す断面図により、アリ溝摺動ステージ３０とワーク保持装置１との締結手段を示す。なお、本明細書においてワークを「保持する」とは、ワークを摘む（把持する）、或いは、挟む（挟持する）ことで加工する方法ではなく、ワークを置く（保持する）ことでワークに対して加工、観察、或いは検査などをすることを言う。なお、本明細書の図面に関し、締結ボルト４等の締結具についての記載には、ワッシャやナットなどの記載は図面の煩雑さを避けるために省略する。

図１及び図２に示すように、ワーク保持装置１は、ワーク保持部２ａ，２ｂ及び締結用ボルト孔３を備える。ワーク保持部２は、ワーク１０を保持するワーク保持面を表面１３及び裏面１４のそれぞれに有する。図１の表面側ワーク保持部２ａは、Ｖ字型溝部１５を有し、例えば、ドリルなどの筒状のワーク１０のように平面上では定位置に安定的に保持するのが難しいワーク１０を保持するのに適している。図２の裏面側ワーク保持部２ｂは、ワーク１０を接着させる、例えば粘着テープなどの面状粘着材１１が設けられた平板溝部１９を有し、例えば、リングや球体などのワーク１０のように平面上では定位置に安定的に保持できないワークを保持することができる。

また、図３に示すように、締結用ボルト孔３は、頭部５と軸部６からなる締結ボルト４を貫通させ、図７に示すアリ溝摺動ステージ３０の治具取付用孔３６に締結させて固定する。そのため、締結用ボルト孔３は、頭部５を保持する頭部収容部９ａ,９ｂと、締結ボルト４の軸部６が貫通する軸部貫通孔８、及び頭部５を保持する頭部保持溝７から構成される。頭部収容部９ａ,９ｂは、頭部保持溝７に締結ボルト４の軸部６が貫通する軸部貫通孔８により連通される。この構成により、本ワーク保持装置１の表面１３と裏面１４とがいわゆるリバーシブルに使用できる。すなわち、締結用ボルト孔３は、表面１３又は裏面１４の何れの側から締結ボルト４が挿入されてもアリ溝摺動ステージ３０の治具取付用孔３６に締結可能である。

図４により、第１実施形態である表面側ワーク保持部２ａ及び第２実施形態である裏面側ワーク保持部２ｂについて、以下に詳細に説明する。図４（ａ）は、ワーク保持装置１の正面図を示す。図４（ｂ）は図４（ａ）をＡ−Ａ方向から見た平面図であり、表面側ワーク保持部２ａを示す。また、図４（ｃ）は図４（ａ）をＢ−Ｂ方向から見た平面図であり、裏面側ワーク保持部２ｂを示す。図４（ａ）側には、表面側ワーク保持部２ａに対してワーク１０の例として棒状ワーク１０ａを示し、図４（ｂ）側には、裏面側ワーク保持部２ｂに対してワーク１０の例として直方体ワーク１０ｂを示す。

（第１実施形態の詳細）
図４（ｂ）に破線で示すように、表面側ワーク保持部２ａには、一方向にＶ字型溝部１５が設けられ、例示である棒状ワーク１０ａがＶ字型溝部１５に沿って配置される。また、Ｖ字型溝部１５と交差する方向には、締結用ボルト孔３が２箇所に設けられ、締結ボルト４が挿入される。また締結用ボルト孔３を、平面的に見るとＵ字状の頭部保持溝７が見えている。また、本実施形態では、表面１３の４箇所に目安線１２が付せられ、棒状ワーク１０ａを設置する際に中心位置の目安となり、容易に芯を出すことができる。

（第２実施形態の詳細）
４（ｃ）に破線で示すように、裏面側ワーク保持部２ｂには、平板溝部１９が設けられ、例示である直方体ワーク１０ｂが平板溝部１９に沿って配置される。この平板溝部１９には、面状粘着材１１が設けられる。面状粘着材１１は、例えば粘着テープなど面的に２つの物品を接着されるものである。また、平板溝部１９と交差する方向には、締結用ボルト孔３が２箇所に設けられ、締結ボルト４が挿入される。また締結用ボルト孔３を、平面的に見るとＵ字状の頭部保持溝７が見えている。また、本実施形態では、表面１３の４箇所に目安線１２が付せられ、ワーク１０ｂを設置する際に中心位置の目安となり、容易に芯を出すことができる。

（ワーク保持部の他の実施例）
また、ワーク保持部２ａ,２ｂの他の実施例として、図５にワーク保持装置４０を示し、図６にワーク保持装置５０を示す。ワーク保持装置４０及びワーク保持装置５０の表面１３又は裏面１４に設けられるワーク保持部２ａ,２ｂには、Ｖ字型溝部１５、半球型溝部１６、交差Ｖ字型溝部１７、及び交差半球型溝部１８が含まれる。この交差Ｖ字型溝部１７や交差半球型溝部１８は、ワーク１０の設置方向が２方向となり、より使い易いワーク保持装置１となる。

図５に、表面側ワーク保持部２ａにおけるＶ字型溝部１５の他の実施例を示す。図５（ａ）は表面側ワーク保持部２ａの正面図であり、図５（ｂ）は表面側ワーク保持部２ａの平面図である。この実施例での表面側ワーク保持部２ａは、交差Ｖ字型溝部１７が設けられている。すなわち、図５（ｂ）に示すように、一方向のＶ字型溝部１５ａと、そのＶ字型溝部１５ａと交差する方向に設けられるＶ字型溝部１５ｂにより、交差Ｖ字型溝部１７が形成される。これにより、交差する２方向での棒状ワーク１０ａの設置が可能になる。しかし、この交差Ｖ字型溝部１７により締結用ボルト孔４３の配置スペースがなくなる。そこで、図５（ｂ）に示すように表面側ワーク保持部２ａの４隅に締結用ボルト孔４３を設けることができる。この実施例において、締結ボルト４の個数や配置は、４隅に配置しても良く、対角となる２隅だけに配置し、他の２隅には配置しなくても良い。さらに、図５（ｂ）の交差Ｖ字型溝部１７の４箇所には目安線４２が設けられ、ワーク１０の中心点の位置出しを簡易に行い、正確な芯出しをすることができる。

図６に、表面側ワーク保持部２ａにおける半球型溝部１６による実施例を示す。図６（ａ）は表面側ワーク保持部２ａの正面図であり、図６（ｂ）は表面側ワーク保持部２ａの平面図である。この実施例での表面側ワーク保持部２ａは、交差半球型溝部１８が設けられている。すなわち、一方向の半球型溝部１６ａと、それに交差する方向の半球型溝部１６ｂにより、交差半球型溝部１８が形成される。これにより、交差する２方向での棒状ワーク１０ａの設置が可能になる。しかし、この交差半球型溝部１８により締結用ボルト孔５３の配置スペースがなくなる。そこで、図６（ｂ）に示すように表面側ワーク保持部２ａの４隅に締結用ボルト孔５３を設けることができる。この実施例において、締結ボルト４の個数や配置は、４隅に配置しても良く、対角となる２隅だけに配置し、他の２隅には配置しなくても良い。さらに、図６（ｂ）の交差半球型溝部１８の４箇所には目安線５２が設けられ、ワーク１０の中心点の位置出しを簡易に行い、正確な芯出しをすることができる。

（ワーク保持装置とアリ溝摺動ステージとの締結）
ワーク保持装置１，４０，５０は、それ単体で使用されても良く、アリ溝摺動ステージ３０に締結して使用されても良い。アリ溝摺動ステージ３０に締結して使用される場合には、ワーク１０を保持したままアリ溝摺動ステージ３０の摺動機構により正確な位置出しができる。また、ワーク保持装置１，４０，５０をアリ溝摺動ステージ３０のオプション部品とすることで、ユーザが自らワーク固定用治具を設計、製作する必要がなくなる。

ワーク保持装置１，４０，５０をアリ溝摺動ステージ３０に締結して使用する場合には、アリ溝摺動ステージ３０に備わっている治具取付用孔３６に適合した締結ボルト４を用いる。また、ワーク保持装置１，４０，５０の締結用ボルト孔３，４３，５３のピッチを治具取付用孔３６のピッチに合わせておけば良い。

以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさ、及び配置関係については、本発明が理解、実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って、本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。

１，４０，５０ ワーク保持装置、２ ワーク保持部，２ａ 表面側ワーク保持部，２ｂ 裏面側ワーク保持部、３，４３，５３ 締結用ボルト孔、４ 締結ボルト、５ 頭部、６ 軸部、７，４７，５７ 頭部保持溝、８ 軸部貫通孔、９ａ，９ｂ 頭部収容部、１０ ワーク，１０ａ 棒状ワーク，１０ｂ 直方体ワーク、１１ 面状粘着材、１２，４２，５２ 目安線、１３ 表面、１４ 裏面、１５，１５ａ，１５ｂ Ｖ字型溝部、１６，１６ａ，１６ｂ 半球型溝部、１７ 交差Ｖ字型溝部、１８ 交差半球型溝部、１９ 平板溝部、３０ アリ溝摺動ステージ３１ アリ溝、３２ アリ、３３ 固定ユニット、３４ 摺動ユニット、３５ 固定用孔、３６ 治具取付用孔、３７ ハンドル、３８ 目盛、３９ ベース、４１ 与圧調整ネジ、４２ 摺動固定ネジ。

Claims (7)

1. ワークを保持するワーク保持面を表面及び裏面にそれぞれ有するワーク保持部と、
   頭部と軸部からなる締結ボルトを貫通させ、アリ溝摺動ステージの締結ボルト孔に締結させるための締結用ボルト孔と、を備え、
   前記締結用ボルト孔は、締結ボルトの頭部を収容する頭部収容部を両端部にそれぞれ有し、前記頭部収容部は、締結ボルトの軸部が貫通する軸部貫通孔により連通することを特徴とするワーク保持装置。
2. 請求項１に記載のワーク保持装置であって、前記締結用ボルト孔は、アリ溝摺動ステージの締結ボルト孔のピッチに合わせて少なくとも２箇所に設けられることを特徴とするワーク保持装置。
3. 請求項１又は２に記載のワーク保持装置であって、前記ワーク保持部の前記表面又は裏面に設けられる溝部には、Ｖ字型の溝部、半球型の溝部、交差するＶ字型の溝部、及び交差する半球型の溝部が含まれることを特徴とするワーク保持装置。
4. 請求項１又は２に記載のワーク保持装置であって、前記表面又は裏面に設けられる前記ワーク保持部には、面状粘着材が貼り付けられることを特徴とするワーク保持装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のワーク保持装置であって、前記ワーク保持部は、前記表面及び裏面のいずれかの前記ワーク保持面が交換自在に選択されることを特徴とするワーク保持装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のワーク保持装置であって、前記ワーク保持部には、前記溝部の中心点を示す目安線が設けられることを特徴とするワーク保持装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のワーク保持装置が締結されたワーク保持装置付きアリ溝摺動ステージ。
   

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