JPH09131684A - 薄片保持用ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、例えば、光導波路デバイスの自動
組立に不可欠なフィルタ片の自動機による取り扱いを可
能ならしめる薄片保持用ヘッドを提供する。 【解決手段】 本発明によると、薄片を吸着する吸着部
と、前記吸着部を回転させる回転機構と、前記回転機構
の動作によって前記吸着部の先端と共働して前記薄片を
挟む押し当て面と、これらを装着する筺体とからなる薄
片保持用ヘッドが提供される。また、本発明によると、
吸着すべき薄片よりも小さな吸着面を有する吸着部と、
前記吸着部を回転させる回転機構と、前記薄片をエッジ
で挟んで保持する保持部と、これらを装備する筺体から
なり、前記薄片を吸着した前記吸着部を前記回転機構に
よって回転し、前記薄片をあらかじめ開放しておいた前
記エッジの位置に来るようにし、つぎに前記エッジを閉
じて前記薄片を挟み込み、前記吸着部の吸着を開放して
前記吸着部を退避させることにより、薄片を保持する薄
片保持用ヘッドが提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、光通信あ
るいはコンピュータネットワーク分野における光伝送路
の構築に不可欠な光分岐結合器を構成する光導波路デバ
イスの組みたてを自動的におこなうための薄片保持用ヘ
ッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１は光分岐結合器の構造を示してい
る。１はフィルタ片で、たとえば光透過性のよい薄い樹
脂基板上に誘電体多層膜を形成した構成であり、その大
きさはたとえば縦１ｍｍ×横１ｍｍ×厚さ１５μｍと非
常に小さく薄くかつ脆い薄片である。

【０００３】２は光導波路チップ、２ａはシリコン基
板、２ｂは石英ガラス層、サフィックス付きの番号３は
石英ガラス層２ｂのなかに形成された光導波路を表し、
４はフィルタ片１を挿入するフィルタ溝で、たとえば幅
２０μｍ、深さ１５０μｍである。

【０００４】この光分岐結合器の働きを説明すると、光
導波路３ａから波長１．５μｍの光と１．３μｍの光を
合わせて入射すると、それらの光のうち波長１．５μｍ
の光はフィルタ溝４に挿入されたフィルタ片１で反射し
て光導波路３ｂへ導かれ、波長１．３μｍの光はフィル
タ片１を透過し光導波路３ｃから出てくる。

【０００５】こうして二つの波長が混ざった光を分岐し
それぞれ別の光導波路から取り出すことができる。図２
は組立の際にフィルタ片１が供給される状態を示してい
る。

【０００６】５はフィルタトレイであり、５ａはフィル
タ片１を入れる升目である。フィルタトレイ５はフィル
タ片１が丁度入るような凹の升目５ａがマトリックス状
に設けられている。

【０００７】従来、この光分岐結合器の組立てはフィル
タ片１が小さくて薄く脆いということ、およびフィルタ
片１とそれが挿入されるフィルタ溝４との寸法がわずか
であるということから、熟練した人手に頼っていた。

【０００８】まず、作業者がフィルタトレイ５を傾けな
がらピンセットで升目５ａの中のフィルタ片１を軽く突
いてガーゼなど清浄で柔軟な布の上に落とし、フィルタ
片１の表裏を目視で判別してピンセットで挟み、実体顕
微鏡の視野の中でフィルタ溝４とフィルタ片１の位置を
おおまかに確認し、ついでピンセットから伝わる微妙な
感触を指先で確認しながら挿入していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来技術においては、小さくて薄く、脆い薄片であるフ
ィルタ片のフィルタ溝への挿入を人手に頼っていたた
め、フィルタ片をピンセットで挟む際に落下して汚染し
たり、強く挟みすぎて破損したり、挿入時に折り曲げて
しまい不良品となるなどが起こりやすく、歩留まりが悪
かった。

【００１０】また、人手であるため集中力を要する精密
作業を長時間連続で行なうことは不可能で生産性が悪か
った。また、この組立作業には一定水準以上の技術と経
験が必要であり、熟練した作業者の養成も不可欠であっ
た。

【００１１】これらのために従来技術は生産性が悪く、
コストが高いという欠点があった。そこで、本発明は以
上のような点に鑑みてなされたもので、たとえば光導波
路デバイスの自動組立に不可欠なフィルタ片の自動機に
よる取り扱いを可能ならしめ、光導波路デバイスの生産
性をあげコストを引き下げることを可能とする薄片保持
用ヘッドを提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によると、薄片を吸着する吸着部と、前記吸
着部を回転させる回転機構と、前記回転機構の動作によ
って前記吸着部の先端と共働して前記薄片を挟む押し当
て面と、これらを装着する筐体とからなることを特徴と
する薄片保持用ヘッドが提供される。

【００１３】また、本発明によると、吸着すべき薄片よ
りも小さな吸着面を有する吸着部と、前記吸着部を回転
させる回転機構と、前記薄片をエッジで挟んで保持する
保持部と、これらを装備する筐体からなり、前記薄片を
吸着した前記吸着部を前記回転機構によって回転し、前
記薄片をあらかじめ開放しておいた前記エッジの位置に
来るようにし、つぎに前記エッジを閉じて前記薄片を挟
み込み、前記吸着部の吸着を開放して前記吸着部を退避
させることにより、前記薄片を保持することを特徴とす
る薄片保持用ヘッドが提供される。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明では、上述のような問題を
解決するため、フィルタ片のような薄片を吸着によって
トレイから取り上げ、挟み込みによって保持する機能を
一体化した薄片の保持機構であって、組立ロボットのよ
うな自動搬送機のハンドの先端に取り付けられるような
コンパクトな構造の薄片保持用ヘッドを実現する。

【００１５】以下、本発明の実施の形態を図面を参照し
て具体的に説明する。図３は本発明の薄片保持用ヘッド
の第一の実施の形態を示す図であり、図４はこの実施の
形態の動作を説明する図である。

【００１６】図３において、６は吸着部、６ａは吸着部
６の先端にある吸着面であり、その面積は吸着すべきフ
ィルタ片よりも小さく、たとえばフィルタ片の大きさの
半分程度である。

【００１７】７はフィルタ片吸着のための真空配管、８
は吸着部６を回転させる回転機構で、たとえば超小型モ
ータかあるいはラック・ピニオン機構である。９は押し
当て面でたとえばテフロン（商標名）などの樹脂製かあ
るいはテフロンコートした金属製である。

【００１８】１０はこれらを装着する薄片保持用ヘッド
の筐体である。つぎに、図４にもとづいて本実施の形態
の動作を説明する。薄片保持用ヘッドの筐体１０は通常
たとえば組立ロボットのような自動搬送機のハンドに取
り付けて使用する。

【００１９】ここでは薄片保持用ヘッドの筐体１０が組
立ロボットのハンドに取り付けられている場合を例に説
明する。まず、図４の（ａ）に示すように、回転機構８
によって吸着部を６を回転し吸着面６ａを下に向け、つ
ぎに組立ロボットのハンドによって筐体１０をフィルタ
トレイ５の升目５ａの上部へ移動し、吸着部６の吸着面
６ａの位置をフィルタ片１の片側（この例の場合は右
側）に寄せて合わせ、吸着面６ａがフィルタ片１に接す
るまで静かに筐体１０を降下させる。

【００２０】このとき、吸着面６ａがフィルタ片１に接
するよりも前に押し当て面９の先端がフィルタトレイ５
の縁などに当たって筐体１０の降下を妨げることのない
ように、吸着面６ａの位置が押し当て面９の先端よりも
十分下にあるように設計されている。

【００２１】つぎに、図４の（ｂ）に示すように、真空
配管７を動作させてフィルタ片１を吸着し、筐体１０を
上昇させると、フィルタ片１はその片側（この例では右
側）が吸着され、持ち上げられる。

【００２２】さらに、図４の（ｃ）に示すように、回転
機構８を用いて吸着部６を回転し押し当て面９にフィル
タ片１を押し付け挟み込む。このときフィルタ片１は吸
着されていないもう一方の側が下に突き出した状態で保
持されるように、押し当て面９の先端は適切な長さに設
計されている。

【００２３】このときフィルタ片１の表裏が反対であれ
ばこの状態で筐体１０を１８０度回転する。押し当て面
９を筐体１０の回転軸にほぼ一致させてあるから回転に
よってフィルタ片１の位置は変わらないので、以後の操
作に都合がよい。

【００２４】この状態で組立ロボットのハンドで薄片保
持用ヘッドの筐体１０を光導波路チップ２のフィルタ溝
４の上部に移動させ筐体１０を降下させれば、フィルタ
片１をフィルタ溝４に挿入することができる。

【００２５】このように吸着部、回転機構および押し当
て面を備えた薄片保持用ヘッドを用いることにより、組
立ロボットなどの自動搬送機でフィルタトレイからフィ
ルタ片を簡単確実に取り上げ、表裏の向きに合わせて反
転でき、フィルタ溝に挿入することができる。

【００２６】しかも、それを薄片保持用ヘッドを上下さ
せる一工程の間に行なうことができるので、きわめて能
率的である。図５は光導波路チップの他の一例である。

【００２７】図５において、１１ａ光ファイバ接続のた
めの補強ガラス、１１ｂは光導波路チップ上に組み込ん
だ電気回路を保護するための封止カバーである。光導波
路チップ２の上部には補強ガラス１１ａ、封止カバー１
１ｂを設ける場合が多く、この場合にはとくに補強ガラ
ス１１ａとフィルタ溝４の間隔Ｄが１ｍｍ程度と非常に
狭いことが問題となる。

【００２８】図３に示した第一の実施の形態では吸着部
６が補強ガラス１１ａ、または封止カバー１１ｂに当た
るため使用することができない。そこで、この場合にも
適用することができる実施の形態を以下に示す。

【００２９】図６は本発明の第二の実施の形態を示す図
であり、図７はその動作を説明する図である。図６にお
いて、１２ａ，１２ｂはフィルタ片１を挟んで保持する
ための嘴状のエッジであって、その先端の厚さは図５で
説明した光導波路チップの補強ガラス１１ａとフィルタ
溝の間隔Ｄよりも十分に薄い。

【００３０】１３ａ，１３ｂはそのエッジ１２ａ，１２
ｂを取り付けるアーム、１４ａ，１４ｂはそのアーム１
３ａ，１３ｂを回転させる支点、１５はアーム１３ａと
アーム１３ｂを引き付けエッジ１２ａ，１２ｂを閉じる
ためのバネ、１６はアーム１３ａとアーム１３ｂの上端
を押してエッジ１２ａ，１２ｂを開くためのプランジ
ャ、１６ｂはプランジャ１６の先端、１７はプランジ１
６の駆動部で、たとえばソレノイドあるいはシリンダ・
ピストン構造からなっている。

【００３１】以上のエッジ１２ａ，１２ｂ、アーム１３
ａ，１３ｂ、支点１４ａ，１４ｂ、バネ１５、プランジ
ャ１６およびその先端１６ａ、プランジャ駆動部１７に
よってフィルタ片１の保持部が構成されている。

【００３２】本実施の形態の動作を図７を用いて説明す
る。薄片保持用ヘッドの筐体１０は通常たとえば組立ロ
ボットのような自動搬送機のハンドに取り付けて使用す
る。

【００３３】ここでは薄片保持用ヘッドの筐体１０が組
立ロボットのハンドに取り付けられている場合を例に説
明する。まず、図７の（ａ）に示すように、回転機構８
によって吸着部６を回転し吸着面６ａを下に向け、つぎ
に組立ロボットのハンドによって筐体１０をフィルタト
レイ５の升目５ａの上部へ移動し、吸着部６の吸着面６
ａの位置をフィルタ片１の片側（この例の場合は右側）
に寄せて合わせ、吸着面６ａがフィルタ片１に接するま
で静かに筐体１０を降下させる。

【００３４】このとき、吸着面６ａがフィルタ片１に接
するよりも前にエッジ１２ａ，１２ｂの先端がフィルタ
トレイ５の縁などに当たって筐体１０の降下を妨げるこ
とのないように、吸着面６ａの位置がエッジ１２ａ，１
２ｂの先端よりも十分下にあるように設計されている。

【００３５】さらに、真空配管７を動作させてフィルタ
片１を吸着し、筐体１０を上昇させると、フィルタ片１
はその片側（この例では右側）が吸着され、持ち上げら
れる。

【００３６】つぎに、図７の（ｂ）に示すように、駆動
部１７を動作させプランジャ１６を押し下げ、その先端
１６ａでアーム１３ａとアーム１３ｂの上端を押し、エ
ッジ１２ａ，１２ｂを開く。

【００３７】その後、回転機構８を用いて吸着部６を回
転し、あらかじめ開いてあったエッジ１２ａ，１２ｂの
間にフィルタ片１が来るようにする。つぎに、図７の
（ｃ）に示すように、駆動部１７をオフしバネ１５でア
ーム１３ａとアーム１３ｂを引き寄せ、エッジ１２ａ，
１２ｂを閉じてフィルタ片１を挟み込み保持する。

【００３８】このときフィルタ片１は吸着されていない
もう一方の側が下に突き出した状態で保持される。さら
に、フィルタ片１の表裏が反対であればこの状態で筐体
１０を１８０度回転する。

【００３９】エッジ１２ａとエッジ１２ｂの閉じた先端
の位置を筐体１０の回転軸にほぼ一致させてあるから回
転によってフィルタ片１の位置は変わらないので、以後
の操作に都合がよい。

【００４０】さらに、図７の（ｄ）に示すように、回転
機構８によって吸着部６を回転し、フィルタ片１の挿入
の邪魔にならない位置に退避させる。この状態で組立ロ
ボットのハンドを操作して薄片保持用ヘッドの筐体１０
を光導波路チップ２のフィルタ溝４の上部に移動させ筐
体１０を降下させれば、フィルタ片１をフィルタ溝４に
挿入することができる。

【００４１】なお、ここではエッジ１２ａ，１２ｂとア
ーム１３ａ，１３ｂを別の部品として説明したが、アー
ム１３ａ，１３ｂの下側の先端を薄く加工し、エッジ１
２ａとアーム１３ａ、エッジ１２ｂとアーム１３ｂを一
体の構造にすることができることは言うまでもない。

【００４２】また、エッジ１２ａ，１２ｂの先端の形状
は必ずしも剃刀のような鋭敏な形状を意味するのではな
く、図５で説明した光導波路チップの補強ガラス１１ａ
とフィルタ溝の間隔Ｄよりも十分に薄ければよく、ある
程度の厚みがあるほうが製作が容易であり、フィルタを
傷つけにくいことも言うまでもない。

【００４３】このように吸着部とこれを回転させる回転
機構、フィルタ片をエッジで挟んで保持する保持部を備
えた薄片保持用ヘッドを用いることにより、組立ロボッ
トなどの自動搬送機でフィルタトレイからフィルタ片を
簡単確実に取り上げ、表裏の向きに合わせて反転でき、
補強ガラスや封止カバーのような障害物が光導波路チッ
プ上にある場合でも、フィルタ溝に容易にフィルタを挿
入することができ、しかもそれを薄片保持用ヘッドを上
下させる一工程の間に行なうことができるので、きわめ
て能率的である。

【００４４】以上第一及び第二の実施の形態においては
フィルタ片を保持する場合を例に説明したが、フィルタ
片に限らず、同様な薄片にも適用できることも言うまで
もない。

【００４５】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明では、
フィルタ片吸着部、回転機構および押し当て面を備えた
薄片保持用ヘッド、または、吸着部とこれを回転させる
回転機構、フィルタ片をエッジで挟んで保持する保持部
を備えた薄片保持用ヘッドを用いることにより、組立ロ
ボットなどの自動搬送機でフィルタ片を簡単確実に取り
上げ、必要に応じて表裏を反転でき、補強ガラスや封止
カバーのような障害物が光導波路チップ上にある場合で
も、フィルタ溝に容易にフィルタを挿入することがで
き、しかもそれを薄片保持用ヘッドを上下させる一工程
の間に行なうことができる。

【００４６】これによって光導波路デバイスの自動組立
に不可欠なフィルタ片の自動機による取り扱いがきわめ
て能率的に、かつ確実になすことができる。以上の結
果、光導波路デバイスの生産性が飛躍的に向上し、コス
トダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光分岐結合器の構造を示す斜視図。

【図２】図１において、組立ての際にフィルタ片が供給
される状態を示す図。

【図３】本発明の第一の実施の形態を示す図。

【図４】図３の動作を説明するための図。

【図５】光導波路チップの一例を示す図。

【図６】本発明の第二の実施の形態を示す図。

【図７】図６の動作を説明するための図。

【符号の説明】

６…吸着部、 ７…真空配管、 ８…回転機構、 ９…押し当て面、 １０…筺体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 工藤 一樹 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄片を吸着する吸着部と、 前記吸着部を回転させる回転機構と、 前記回転機構の動作によって前記吸着部の先端と共働し
   て前記薄片を挟む押し当て面と、 これらを装着する筐体とからなることを特徴とする薄片
   保持用ヘッド。
2. 【請求項２】 吸着すべき薄片よりも小さな吸着面を有
   する吸着部と、 前記吸着部を回転させる回転機構と、 前記薄片をエッジで挟んで保持する保持部と、 これらを装備する筐体からなり、 前記薄片を吸着した前記吸着部を前記回転機構によって
   回転し、前記薄片をあらかじめ開放しておいた前記エッ
   ジの位置に来るようにし、つぎに前記エッジを閉じて前
   記薄片を挟み込み、前記吸着部の吸着を開放して前記吸
   着部を退避させることにより、前記薄片を保持すること
   を特徴とする薄片保持用ヘッド。