JPH09207039A

JPH09207039A - 保持装置

Info

Publication number: JPH09207039A
Application number: JP1605196A
Authority: JP
Inventors: Koji Sakurai; 宏治桜井; Hidenobu Anzai; 秀伸安齊; Yoshihiko Tsuzuki; 良彦都築; Katsutoshi Tanaka; 克敏田中; Toushirou Aoyama; 藤詞郎青山; Yasubumi Otsubo; 泰文大坪
Original assignee: Fujikura Kasei Co Ltd; Brother Industries Ltd; Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Fujikura Kasei Co Ltd; Brother Industries Ltd; Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 1997-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】保持に伴い物品に生じる応力が可能な限り抑
制された保持装置を得る。【解決手段】固定部材４と、固定部材４に対し相対移
動する可動部材３との間に挟まれた物品１３を保持する
保持装置であって、固定電極８と、可動部材３に装着さ
れ、かつ固定電極８に対し微小な間隔Ｓ₁を介して対向
しつつ相対移動する可動電極６とを設け、これら電極
６，８の間に、電気レオロジー効果を有する電気レオロ
ジー流体または電圧の印加により凝集する電界凝集型粉
体から選択される物質１２を介在させる。そして、これ
ら電極６，８に電圧を印加して、上記電気レオロジー流
体の粘度を増大させるか、あるいは電界凝集型粉体を凝
集させることにより、可動部材３を固定電極８に対し停
止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固定部材と可動部
材との間に挟まれた物品を保持する保持装置に係り、特
に、保持に伴い物品に生じる応力を抑制可能な保持装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】物品の保持ないし位置決めには、従来よ
り、例えばクランパ、チャック、あるいはバイス等と呼
称される装置が用いられている。これらの装置は、ネジ
機構または流体の圧力を利用したシリンダ等により移動
可能とされた可動部材同士、またはこの可動部材と固定
部材との間に物品を配置し、更に上記可動部材を移動さ
せることにより、可動部材同士または可動部材と固定部
材との間に物品を挟むものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置では、挟まれた部位にて物品に力を加え、これ
を弾性変形させる（歪ませる）ことにより保持している
ため、例えば集積回路のように変形に弱い物品、あるい
は脆い物品が保持しにくいという問題があった。本発明
は上記事情に鑑みてなされたもので、保持に伴い物品に
生じる応力を可能な限り抑制可能な保持装置の提供をそ
の目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、固定部材と、
この固定部材に対し相対移動する可動部材とを具備し、
これら固定部材と可動部材との間に物品を挟むことによ
りこの物品を保持する保持装置であって、固定電極と、
上記可動部材に装着され、かつ上記固定電極に対し微小
な間隔で対向しつつ相対移動する可動電極とを設け、こ
れら電極の間に、電気レオロジー流体、または電圧の印
加により凝集する電界凝集型粉体を介在させ、これら電
極に電圧を印加して、上記電気レオロジー流体の粘度を
増大させ、あるいは上記電界凝集型粉体を凝集させるこ
とにより、上記可動部材を前記固定電極に対し停止させ
ることをその特徴としている。

【０００５】ここで、上記電気レオロジー流体としては
特に限定されず、電気レオロジー効果を有する粉体を、
電気絶縁性流体中に分散させてなるものである。

【０００６】一方、上記電界凝集型粉体としては、例え
ば、有機高分子化合物からなる芯体と無機イオン交換体
からなる表層とによって形成される無機・有機複合粒子
の使用が望ましい。上記無機イオン交換体としては、多
価金属の水酸化物、ハイドロタルサイト類、多価金属の
酸性塩、ヒドロキシアパタイト、ナシコン型化合物、粘
土鉱物、チタン酸カリウム類、ヘテロポリ酸塩または不
溶性フェロシアン化物から選択された少なくとも１種が
使用可能である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明の具
体的な実施形態について、更に詳しく説明する。本発明
に係る保持装置の一例を図１に示す。符号１は基台で、
この基台１上には、先端に保持部２が設けられた可動部
材３が、図中矢印Ａで示すように、その長手方向に沿っ
て進退自在に支持されている。また、可動部材３の先端
側には固定部材４が配設され、かつ固定部材４の先端に
は、保持部５が、可動部材３の保持部２に対し所定幅の
空間を介して対向するよう設けられている。

【０００８】符号６は可動部材３上に装着された可動電
極で、この可動電極６の上端面には、下方に凸なる槽状
部７が形成されている。また、槽状部７内には、固定電
極８が、その下端面と槽状部７の底面とが微小な隙間Ｓ
₁を介して互いに離間するよう上方から挿入されてい
る。ここで、槽状部７の先端縁と固定電極８の先端面及
び槽状部７の基端縁と固定電極８の基端面との間には、
それぞれ空間Ｓ₂，Ｓ₃が形成され、その結果、可動電極
６は、固定電極８に対し、可動部材３の進退方向に沿っ
て、これら空間Ｓ₂，Ｓ₃分だけ相対移動可能とされてい
る。

【０００９】符号９は、可動電極６と固定電極８との間
に形成され、かつスイッチ１０により開閉自在とされた
回路で、この回路９には、直流電源１１が、可動電極６
が陰極、固定電極８が陽極となるよう接続されている。
また、可動電極６と固定電極８とは、ともにセラミック
スプレート（図示せず。）等で電気的に絶縁されてい
る。

【００１０】一方、槽状部７内には、電気レオロジー効
果（以下、ＥＲ効果と略称する。）を有する流体（電気
レオロジー流体、以下、ＥＲ流体と略称する。）また
は、流体電圧の印加により凝集する電界凝集型粉体から
選択される物質１２が貯留されている。ＥＲ流体として
は、特に限定されず、従来より公知のものが使用される
が、例えば、本出願人が先に特許出願（特願平４−６５
０２１号，特願平４−２１４３９４号）したものの使用
が望ましい。

【００１１】このＥＲ流体は、有機高分子化合物からな
る芯体と無機イオン交換体からなる表層とによって形成
される無機・有機複合粒子、あるいは、有機高分子化合
物からなる芯体と、ＥＲ効果を有する無機物（以下、Ｅ
Ｒ無機物と呼称する。）からなる表層とによって形成さ
れ、かつその表面が研磨された無機・有機複合粒子を、
電気絶縁性流体中に分散させてなるものである。

【００１２】上記無機イオン交換体としては、多価金属
の水酸化物、ハイドロタルサイト類、多価金属の酸性
塩、ヒドロキシアパタイト、ナシコン型化合物、粘土鉱
物、チタン酸カリウム類、ヘテロポリ酸塩または不溶性
フェロシアン化物から選択された少なくとも１種が用い
られる。また、上記ＥＲ無機物には、多価金属の水酸化
物、ハイドロタルサイト類、多価金属の酸性塩、ヒドロ
キシアパタイト、ナシコン型化合物、粘土鉱物、チタン
酸カリウム類、ヘテロポリ酸塩または不溶性フェロシア
ン化物からなる無機イオン交換体及びシリカゲルから選
ばれた少なくとも１種が用いられる。

【００１３】一方、無機・有機複合粒子の芯体として使
用される有機高分子化合物の例としては、ポリ（メタ）
アクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸エステル−ス
チレン共重合物、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ニトリルゴム、ブチルゴム、ＡＢＳ樹脂、ナ
イロン、ポリビニルブチレート、アイオノマー、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂等の１種または２種以上の混合物または共重
合物が挙げられる。

【００１４】上記無機・有機複合粒子を製造するには、
例えば、有機高分子化合物からなる芯体粒子と無機イオ
ン交換体あるいはＥＲ無機物の微粒子をジェット気流に
よって搬送し、衝突させる方法がある。この場合は芯体
粒子の表面にＥＲ無機物の微粒子が高速度で衝突し、固
着して表層を形成する。

【００１５】また、別の製法例としては、芯体粒子を気
体中に浮遊させておき、ＥＲ無機物の溶液を霧状にして
その表面に噴霧する方法がある。この場合はその溶液が
芯体粒子の表面に付着し乾燥することによって表層が形
成される。

【００１６】更に、無機・有機複合粒子を製造する望ま
しい製法として、芯体と同時に表層を形成する方法があ
る。この方法は、例えば、芯体を形成する有機高分子化
合物のモノマーを重合媒体中で乳化重合、懸濁重合また
は分散重合するに際して、ＥＲ無機物の微粒子を上記モ
ノマー中、または重合媒体中に存在させて行うものであ
る。重合媒体としては水が望ましいが、水と水溶性有機
媒体との混合物、または有機系の貧溶媒等も使用可能で
ある。

【００１７】この方法によれば、重合媒体の中でモノマ
ーが重合して芯体粒子を形成すると同時に、ＥＲ無機物
微粒子が芯体粒子の表面に層状に配向してこれを被覆
し、表層を形成する。その結果、有機高分子化合物から
なる芯体粒子の表面にＥＲ無機物粒子が緻密かつ強固に
接着し、堅牢な無機・有機複合粒子が形成される。

【００１８】ここで、無機・有機複合粒子の形状は必ず
しも球形である必要はないが、芯体粒子を調節された乳
化・懸濁重合方法により製造した場合は、得られる無機
・有機複合粒子の形状はほぼ球形となる。また、無機・
有機複合粒子の粒径は特に限定されるものではないが、
０．１〜５００μｍ、特に５〜２００μｍ程度とするこ
とが望ましい。更に、ＥＲ無機物微粒子の粒径は特に限
定されるものではないが、望ましくは０．００５〜１０
０μｍであり、更に望ましくは０．０１〜１０μｍであ
る。

【００１９】このような無機・有機複合粒子において、
表層を形成するＥＲ無機物と芯体を形成する有機高分子
化合物の重量比は特に限定されるものではないが、ＥＲ
無機物：有機高分子化合物比で１〜６０：９９〜４０の
範囲、特に４〜３０：９６〜７０の範囲であることが望
ましい。ＥＲ無機物の重量比が１％未満では、得られた
粒子のＥＲ効果が不充分であり、６０％を超えると得ら
れた粒子に過大な電流が流れるようになる。

【００２０】一方、上記の各種方法、特に芯体と表層を
同時に形成する方法により製造された無機・有機複合粒
子は、一般に、その表層の全部または一部分が有機高分
子物質や、製造工程で使用された分散剤、乳化剤その他
の添加物質の薄膜で覆われていて、ＥＲ無機物微粒子の
ＥＲ効果が充分に発揮されないため、その表面を研磨し
た無機・有機複合粒子を用いるのが望ましい。ただし、
無機・有機複合粒子が芯体を形成した後で上記の表層を
形成する方法によって製造された場合は、表層の表面に
不活性物質がなく、かつ無機イオン交換体のＥＲ効果が
充分に大きいので、研磨は必ずしも必要としない。

【００２１】粒子表面の研磨は、種々な方法で行うこと
ができる。例えば、無機・有機複合粒子を水などの分散
媒体中に分散させて、これを撹拌する方法によって行う
ことができる。この際、分散媒体中に砂粒やボールなど
の研磨材を混入して無機・有機複合粒子と共に撹拌する
方法、あるいは研削砥石を用いて撹拌する方法等によっ
て行うこともできる。また、分散媒体を使用せず、無機
・有機複合粒子と上記のような研磨材、研削砥石を用い
て乾式で撹拌して行うこともできる。

【００２２】更に望ましい研磨方法は、無機・有機複合
粒子をジェット気流等によって気流撹拌する方法であ
る。これは上記粒子自体を気相中にて相互に激しく衝突
させて研磨する方法であり、他の研磨材を必要とせず、
粒子表面から剥離した不活性物質を分級によって容易に
分散し得る点で望ましい方法である。上記のジェット気
流撹拌においては、それに用いられる装置の種類、撹拌
速度、無機・有機複合粒子の材質等により研磨条件を特
定するのが難しいが、一般的には、６０００ｒｐｍの撹
拌速度で０．５〜１５分程度ジェット気流撹拌するのが
望ましい。

【００２３】上記無機・有機複合粒子を分散させるため
の電気絶縁流体としては、電気絶縁性及び電気絶縁破壊
強度が高く化学的に安定で、かつ無機・有機複合粒子を
安定に分散させ得るものであればいずれの流体も使用可
能である。

【００２４】このような電気絶縁性流体の一例として
は、シリコーン油、セバチン酸エステル類、トリメリッ
ト酸エステル類、部分水添されたトリフェニル類、ホス
ファゼン油、アジピン酸エステル類、フタル酸エステル
類、植物油等の脂肪族カルボン酸エステル類、芳香族ポ
リカルボン酸高級アルコールエステル類、精製された灯
油等の脂肪族炭化水素類や鉱油類、アルキル置換の芳香
族炭化水素類、ハロゲン置換の脂肪族もしくは芳香族炭
化水素類、フッ素系オイル、フルオロカーボン類、フル
オロシリコーン系オイル、エーテル類、ホスファゼン類
等の流体が挙げられる。これらの流体は、それぞれ単独
あるいは２種以上混合して使用可能である。

【００２５】また、電気絶縁性流体に対する無機・有機
複合粒子の配合割合は、特に限定されるものではない
が、１〜７５重量％、特に１０〜６０重量％であること
が望ましい。含有率が１％未満では充分な凝集効果が得
られず、７５％以上では電圧を印加しないときの組成物
の初期粘度が過大となって使用が困難になる。

【００２６】なお、上記電気絶縁流体に対する上記無機
・有機複合粒子の分散に際しては、無機・有機複合粒子
を、必要に応じ、分散剤等、他の成分とともに、攪拌機
等を用いて電気絶縁性流体中に均一に撹拌混合すればよ
い。撹拌機としては、液状分散媒に固体粒子を分散させ
るために通常使用されるものがいずれも使用できる。

【００２７】一方、電界凝集型粉体には、上記ＥＲ流体
に使用と同様の、有機高分子化合物からなる芯体と、無
機イオン交換体からなる表層とによって形成される無機
・有機複合粒子、あるいは、有機高分子化合物からなる
芯体と、ＥＲ無機物からなる表層とによって形成され、
かつその表面が研磨された無機・有機複合粒子が使用可
能である。

【００２８】これら電界凝集型粉体は、極めて高い凝集
効果を有し、経時安定性に優れ、また擦傷性が少ないの
で電極面や機器壁を摩耗せず、電圧印加中に流れる電流
が少ないので、発熱の危険がなく、消費電力が少ないも
のであって、実用性に富み、本発明の保持装置には特に
好適である。

【００２９】次に、上記構成を有する保持装置による物
品の保持について以下に説明する。保持装置に物品を保
持させる場合には、まず、物品１３を可動部材３と固定
部材４との間に配置し、次いで、物品１３が必要最小限
の力で保持部２，５間に挟んで保持されるまで、可動部
材３を例えば手動等の方法で先端側に移動させる。

【００３０】そして、この状態でスイッチ１０を閉じ、
可動電極６と固定電極８との間に直流電圧を印加するこ
とにより、これら電極間６，８に介在する物質１２に電
界が形成され、物質１２がＥＲ流体である場合には見か
けの粘度が、物質１２が電界凝集型粉体である場合には
見かけの剛性が増加する。その結果、可動電極６が装着
された可動部材３が固定電極８に対し停止し、物品１３
が必要最小限の力で保持部２，５間に挟まれたまま保持
される。

【００３１】物品１３を保持部２，５間から取り外す場
合には、スイッチ１０を開き、可動電極６と固定電極８
間に対する直流電圧の印加を停止すればよい。その結
果、固定電極８に対する可動部材３の停止が解除される
ため、可動部材３を基端側に移動させ、物品１３を取り
外すことができる。

【００３２】このように、本発明に係る保持装置は、物
品１３が必要最小限の力で保持部２，５間に挟んで保持
された状態で可動部材３を固定電極８に対し停止させる
ことにより、保持に伴い物品１３に生じる応力が可能な
限り抑制される。その結果、保持に伴う物品１３の弾性
変形（歪）が最小に抑えられ、例えば集積回路のように
変形に弱い物品、あるいは脆いものであっても保持する
ことが可能となる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の保持装置に
よれば、保持に伴い物品に生じる応力が可能な限り抑制
され、その結果、物品の弾性変形（歪）が最小に抑えら
れるため、例えば集積回路のように変形に弱い物品、あ
るいは脆い物品であっても保持することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る保持装置の構造の例を示す一部
断面図である。

【符号の説明】

３…可動部材、４…固定部材、６…可動電極、８…固定
電極、１２…物質（電気レオロジー流体または電界凝集
型粉体）、１３…物品、Ｓ₁…固定電極と可動電極間の
間隔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安齊秀伸東京都板橋区蓮根３丁目25番３号藤倉化成株式会社内 (72)発明者都築良彦愛知県名古屋市瑞穂区苗代町15番１号ブラザー工業株式会社内 (72)発明者田中克敏静岡県沼津市大岡2068−３東芝機械株式会社沼津事業所内 (72)発明者青山藤詞郎東京都新宿区払方町10番地 (72)発明者大坪泰文千葉県千葉市稲毛区小仲台９丁目21番１号 206

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定部材と、この固定部材に対し相対移
動する可動部材とを具備し、これら固定部材と可動部材
との間に挟まれた物品を保持する保持装置であって、固定電極と、上記可動部材に装着され、かつ上記固定電
極に対し微小な間隔で対向しつつ相対移動する可動電極
とを設け、これら電極の間に、電気レオロジー流体また
は電圧の印加により凝集する電界凝集型粉体から選択さ
れる物質を介在させ、これら電極に電圧を印加して、上
記電気レオロジー流体の粘度を増大させ、あるいは上記
電界凝集型粉体を凝集させることにより、上記可動部材
を前記固定電極に対し停止させることを特徴とする保持
装置。
【請求項２】上記電気レオロジー流体が、電気レオロ
ジー効果を有する粉体を電気絶縁性流体中に分散してな
るものであることを特徴とする請求項１記載の保持装
置。
【請求項３】上記電気レオロジー効果を有する粉体
が、有機高分子化合物からなる芯体と無機イオン交換体
からなる表層とによって形成される無機・有機複合粒子
であることを特徴とする請求項２記載の保持装置。
【請求項４】上記無機イオン交換体が、多価金属の水
酸化物、ハイドロタルサイト類、多価金属の酸性塩、ヒ
ドロキシアパタイト、ナシコン型化合物、粘土鉱物、チ
タン酸カリウム類、ヘテロポリ酸塩または不溶性フェロ
シアン化物から選択された少なくとも１種であることを
特徴とする請求項３記載の保持装置。
【請求項５】上記電気レオロジー効果を有する粉体
が、有機高分子化合物からなる芯体と電気レオロジー効
果を有する無機物からなる表層とによって形成される無
機・有機複合粒子であり、かつこの無機・有機複合粒子
の表面が研磨されていることを特徴とする請求項２記載
の保持装置。
【請求項６】上記無機物が、多価金属の水酸化物、ハ
イドロタルサイト類、多価金属の酸性塩、ヒドロキシア
パタイト、ナシコン型化合物、粘土鉱物、チタン酸カリ
ウム類、ヘテロポリ酸塩または不溶性フェロシアン化物
からなる無機イオン交換体及びシリカゲルから選択され
た少なくとも１種であることを特徴とする請求項５記載
の保持装置。
【請求項７】上記電界凝集型粉体が、有機高分子化合
物からなる芯体と無機イオン交換体からなる表層とによ
って形成される無機・有機複合粒子であることを特徴と
する請求項１記載の保持装置。
【請求項８】上記無機イオン交換体が、多価金属の水
酸化物、ハイドロタルサイト類、多価金属の酸性塩、ヒ
ドロキシアパタイト、ナシコン型化合物、粘土鉱物、チ
タン酸カリウム類、ヘテロポリ酸塩または不溶性フェロ
シアン化物から選択された少なくとも１種であることを
特徴とする請求項７記載の保持装置。
【請求項９】上記電界凝集型粉体が、有機高分子化合
物からなる芯体と電気レオロジー効果を有する無機物か
らなる表層とによって形成される無機・有機複合粒子で
あり、かつこの無機・有機複合粒子の表面が研磨されて
いることを特徴とする請求項１記載の保持装置。
【請求項１０】上記無機物が、多価金属の水酸化物、
ハイドロタルサイト類、多価金属の酸性塩、ヒドロキシ
アパタイト、ナシコン型化合物、粘土鉱物、チタン酸カ
リウム類、ヘテロポリ酸塩または不溶性フェロシアン化
物からなる無機イオン交換体及びシリカゲルから選択さ
れた少なくとも１種であることを特徴とする請求項９記
載の保持装置。